双备份FPGA驱动的23路模拟信号采集存储系统设计

本文主要探讨了一种基于双备份多路数据采集存储系统的详细设计与实践经验。系统的核心是利用FPGA作为控制逻辑的核心控制器，实现对23路模拟信号的高效、高精度采集和存储。该设计特别关注数据的可靠性，采用了双备份存储器架构，确保即使单个存储单元故障也能维持数据的完整性。 文章首先介绍了系统整体框架，以FPGA为核心的控制策略，它负责数据的采集、编帧以及存储过程。其中，采编器电路设计是关键部分，它分为速变和缓变信号采集模块，前者负责处理23路输入模拟信号的调理、选择和A/D转换，后者则承担控制、编帧和内部时序管理任务。XC2S100E型器件作为主控器件，确保了系统的稳定运行。 存储器电路部分，系统采用了两套独立且备份的存储电路A和B，每个存储单元都包含长线接口、FPGA和Flash存储芯片。这种双备份设计极大地提高了数据的安全性和可靠性，即使在单个存储单元失效的情况下，也能保证数据的完整恢复。 技术上，系统设定了较高的采样率（约250kHz），确保在500秒的记录时间内能捕获大量数据。每个采样周期（4μs）产生的数据量为2字节，1秒内的数据量则达到106字节，充分满足了工程实际中的数据处理需求。 本文通过实践验证，展示了如何在信息技术高速发展的背景下，设计出适应不同场景需求的高效数据采集存储系统，尤其是在需要长期记录和高可靠性保障的应用中。这种设计方法对于许多实时数据处理和存储的工程项目具有重要的参考价值。