FPGA与NAND Flash实现高速便携信号采集系统

"基于FPGA和NAND Flash的便携式信号采集系统设计，通过FPGA控制ADC高速采样，采用DMA模式存储到NAND Flash，实现高速、便携的信号采集，支持LCD实时查看。" 本文介绍了一种创新的便携式信号采集系统设计，该设计针对传统信号采集系统的采样率低和便携性差的问题，利用FPGA（现场可编程门阵列）的高速处理能力与NAND Flash的高速存储特性，实现了高效能和便携性的统一。FPGA芯片作为系统的核心，控制模数转换器（ADC）进行高速信号采样，数据则通过直接内存访问（DMA）模式迅速写入NAND Flash中，确保了数据的快速存储和长期保留。同时，系统还配备LCD屏幕，允许用户实时查看采集到的信号，简化了对外部设备的依赖。 在引言部分，作者指出随着科技发展，信号采集技术的需求日益提升，尤其是对精度、采样率和便携性的要求。他们分析了现有的基于FPGA的信号采集系统设计，如采用USB2.0传输和DDR2/DDR3缓存的方案，指出了这些方案在速度、存储容量和便携性上的局限。为解决这些问题，本文提出的方案利用NAND Flash的大容量和高速写入特性，解决了数据存储的问题，提高了系统的便携性。 系统总体设计包括四个关键模块：FPGA逻辑控制模块、ADC数据转换模块、NAND Flash高速数据存储模块和LCD显示屏模块。FPGA负责整体控制，ADC进行模拟信号到数字信号的转换，NAND Flash作为长期数据存储媒介，LCD则提供了现场信号显示的功能，增强了系统的实用性。 在实际操作中，当模拟信号输入到模数转换模块，FPGA接收并触发ADC进行采样，采样后的数字信号通过DMA方式直接写入NAND Flash，避免了CPU的干预，提高了数据处理效率。LCD显示屏实时显示信号波形，使得用户无需额外设备就能进行数据分析。 实验结果显示，该系统能够实现高采样率的稳定信号采集，满足长时间、多批次的采集需求，证明了设计的有效性和可行性。这一设计对于需要高性能、便携式信号采集的领域，如医疗超声、工业检测和科学研究等，具有重要的应用价值。