ARM+FPGA驱动的高空高速数据采集系统设计

"基于ARM和FPGA的高速高空数据采集系统实现了一种结合了微处理器和可编程逻辑器件的技术方案，用于在高空高速实验中收集和传输数据。系统采用S3C2410 ARM微控制器作为主控单元，与FPGA（Field-Programmable Gate Array）协同工作，确保实验数据的实时传输和处理。" 在本文中，作者详细介绍了如何构建这样一个高速高空数据采集系统。首先，S3C2410 ARM微控制器因其强大的处理能力和丰富的外设接口而被选为主控芯片，能够支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集，拥有内存管理单元(MMU)，便于运行Linux操作系统。此外，它还具备多个UART、定时器、ADC通道等，满足了系统对实时通信和数据采集的需求。 FPGA方面，选用Altera公司的Stratix II系列EP2S15，这是一款高速、大容量的器件，拥有ALM结构和大量的内部存储器，以及专门的DSP块，适合实现复杂的逻辑运算和高速信号处理。FPGA在系统中的角色主要是辅助ARM进行数据处理和控制任务，例如，它可以用于实现高速数据并行采样，提高数据采集速度。 系统硬件设计部分，提到了一个串口无线数传模块，它是连接高空实验设备和地面PC控制平台的关键，使得实验数据能够实时传输到地面，并允许地面PC实时监控实验过程。此外，GPS接收机和红外虚拟逻辑分析仪等设备用于获取实验环境数据，帮助判断实验触发条件。 系统的工作流程大致为：当高空实验达到预设条件时，通过无线通信触发实验，FPGA快速采集实验目标数据，然后通过ARM处理器进行初步处理，并通过无线数传模块发送到地面PC。地面PC接收到数据后，进一步进行分析和存储，为科学研究提供宝贵的数据支持。 这个系统设计考虑了实时性、可靠性和灵活性，能够适应各种复杂的高空实验环境，同时，通过ARM和FPGA的协同工作，实现了高效的数据采集和处理，对于需要高速数据采集的高空实验研究具有重要的应用价值。