ARM+FPGA架构下的高精度数据采集系统详解

本文主要探讨了一种基于ARM和FPGA架构的高精度数据采集系统的设计方法，由张淑梅在长春光学精密机械与物理研究所提出。该系统针对高精度信号采集需求，特别选择了高分辨率的24位A/D转换器，确保了数据采集的准确性。系统的核心在于ARM处理器与FPGA之间的高效协同工作。 FPGA负责信号的预处理和转换，它首先配置A/D转换器的工作模式，并将转换后的数据暂时存储在双口RAM中。双口RAM作为一个关键的接口，允许同时从FPGA和ARM读写数据，提高了数据传输的效率。当双口RAM中的数据达到预设容量时，它会触发中断信号，通知ARM处理器进行数据读取，从而避免了传统的FIFO（先进先出）结构，简化了硬件设计并降低了系统成本。 为了实现这个系统，文章详细阐述了ARM与FPGA之间的接口设计策略，包括硬件连接和通信协议。此外，文中还涉及了嵌入式Linux操作系统的中断管理以及总线驱动程序的设计，这是确保整个系统稳定运行和灵活扩展的重要环节。Linux操作系统为ARM处理器提供了良好的开发环境，使得软件编程更为便捷。 由于系统在数据处理过程中的零片误差校正技术，采样准确度接近A/D转换器的理想性能，因此，该系统具有广泛的应用潜力，尤其适用于电力系统频率测量、加速度测量等需要极高精度的领域。整体来看，这篇文章提供了一个实用且成本效益高的高精度数据采集解决方案，对于推动我国电子测量技术的发展具有重要意义。 关键词：ARM、FPGA、A/D转换器、双口RAM、嵌入式Linux、高精度数据采集、系统设计。该研究成果不仅有助于提升国内电子测量技术的研究水平，也展示了ARM+FPGA技术在现代工业控制和科学研究中的实际应用价值。