基于FPGA和DSP的PCI数据采集处理卡设计与实现

本文介绍了一种基于FPGA和DSP的高性能PCI数据采集处理卡的设计，主要涉及模拟信号输入接口、AD9288与FPGA的连接以及FPGA与DSP的连接。该系统利用AD9288进行模拟信号输入，通过差分输入方式提高抗噪性能，并通过FPGA进行灵活的控制。FPGA与DSP之间的连接通过EMIFA口实现高速数据交换，同时实现了中断和定时器信号的控制通信。 在模拟信号输入接口设计中，AD9288采用了差分输入方式，以增强抗噪声和电磁干扰的能力。单端输入虽然简单，但其抗干扰能力较弱。图3所示的模拟信号输入电路展示了这种差分输入的实现。AD9288的采样时钟、数据输出和控制信号均连接到FPGA，使得FPGA可以根据需要编程控制AD转换过程（见图4）。 FPGA与DSP的连接是通过DSP的EMIFA口，包括数据线、地址线、片选信号和其他接口控制信号。这种连接使得FPGA内部的存储组件（如FIFO或RAM）能够映射到DSP的地址空间，从而实现高速数据交换。此外，外部中断和定时器信号的接入使得FPGA能够灵活地与DSP进行控制通信（如图5所示）。在系统中，使用了TMS320C6416 DSP芯片，它与XILINX的XC2V1000 FPGA芯片协同工作，可以执行各种信号处理算法，满足高速多通道数据采集和实时处理的需求。 该高性能PCI数据采集处理卡设计适用于多种应用场景，尤其是在需要高速采集和实时处理四路模拟信号的场合。它结合了FPGA的并行处理能力和DSP的信号处理效率，提供了一种高效且灵活的数据采集解决方案。该设计还涉及到PCI接口的软件开发，确保了数据在主机系统与采集处理卡之间的顺畅传输。 关键词：采集处理卡、FPGA、PCI、DSP、TMS320C6416、XC2V1000。该设计的研究背景可能包括国家自然科学基金资助项目，由相关人员如牛国朋、袁洪和范建军等人完成。