PCI总线高速数据采集系统设计
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更新于2024-08-12
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"基于PCI总线的高速数据采集板是一种用于高速数据采集的系统,它利用PCI总线技术,结合了SDRAM的大容量存储和FPGA的灵活性,实现了高速数据采集、海量存储和PCI桥接传输的功能。该系统在现代工业生产和科研中具有重要应用,尤其是在高速、高精度测量领域。设计的核心是FPGA,它协调信号耦合、A/D转换、SDRAM存储和PCI接口的通信。"
本文主要讨论了一种基于PCI总线的高速数据采集系统,由熊伟信和杨隆鑫在中国传媒大学广播电视数字化工程中心研发。该系统的关键在于结合了PCI总线的高速传输能力,SDRAM的大容量存储优势,以及FPGA(Field-Programmable Gate Array)的可编程特性,以实现高效的数据采集和处理。
在高速数据采集过程中,PCI(Peripheral Component Interconnect)总线作为系统的主要数据通路,提供了高速的数据传输速率,确保了从传感器或前端设备到数据处理单元的数据流不被瓶颈限制。SDRAM(Synchronous Dynamic Random-Access Memory)由于其高带宽和低延迟的特性,被用作临时存储大量采集的数据,为后续的处理或分析提供充足的空间。
FPGA在系统中的作用不可忽视,它作为核心控制器,负责协调整个系统的运作。FPGA可以灵活配置,以适应不同的数据采集需求,例如设置A/D转换器的采样率、控制SDRAM的读写操作以及管理PCI总线上的数据传输。此外,FPGA还可以实现数据预处理功能,减轻主机CPU的负担。
在系统设计中,还考虑到了通用性和适应性。无论输入的模拟信号要求如何,该数据采集卡都能够处理。其双通道设计意味着它可以同时采集两个独立信号,这对于某些需要同步测量的应用场景尤其有用。
系统结构包括以下几个部分:信号耦合部分负责将外部信号转换成适合A/D转换的格式;A/D采集模块执行实际的模拟信号到数字信号的转换,其采样率为100 MSPS(百万样本每秒),分辨率达到了8位,这样的参数设置可以满足许多高速测量的需求;SDRAM存储模块提供足够的存储空间来暂存大量的数字数据;最后,PCI桥接传输部分则负责将数据从SDRAM传输到计算机的内存,供进一步的处理或分析。
这种基于PCI总线的高速数据采集系统是现代高速测量和分析领域的关键技术,它通过优化的数据采集路径和强大的FPGA控制,有效地解决了高速数据处理中的挑战,为科研和工业应用提供了有力的支持。
2009-11-21 上传
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2021-04-24 上传
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