PCI总线高速数据采集卡设计与实现

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于PCI总线的高速数据采集卡的设计，重点关注了硬件设计和驱动程序开发。作者程松林在2006年于武汉理工大学完成此研究，导师为周祖德，专业是通信与信息系统。论文中提到了传统ISA总线在高速数据传输上的局限性，而PCI总线因其高性能成为了首选。论文重点研究了DDRSDRAM作为高速缓存的优势，以及如何利用FPGA实现DDR控制器和PCI总线控制器的功能。此外，还详细介绍了数据采集卡的各个模块设计，包括ADC接口、DDR控制器和PCI总线控制器。驱动程序开发方面，论文讨论了WDM驱动的编程方法。最终，该数据采集卡实现了250MSPS的采样率和1GB的存储容量。关键词包括数据采集、PCI总线、DDR控制器和FPGA。" 这篇论文详细阐述了PCI高速采集卡的核心技术，首先，它指出了PCI总线相对于传统ISA总线的优越性，特别是PCI总线在数据传输速度方面的突破，这对于高速数据采集至关重要。接着，论文深入研究了DDRSDRAM作为数据缓存的原因，DDRSDRAM具有高速存取和大容量存储的特点，同时成本相对较低，这解决了传统SRAM容量小和SDRAM带宽有限的问题。 在硬件设计部分，作者探讨了ADC（模数转换）接口设计，这是将模拟信号转化为数字信号的关键步骤。DDR控制器设计用于管理和控制DDRSDRAM的读写操作，确保数据高效、准确地存取。PCI总线控制器模块则负责与主机系统之间的通信，协调数据传输。所有这些硬件模块都通过FPGA（现场可编程门阵列）实现，FPGA提供了灵活的逻辑设计和快速原型验证能力。 在软件层面，论文详细介绍了PCI总线数据采集卡的驱动程序开发，特别是Windows驱动模型（WDM）的编程方法。驱动程序是操作系统与硬件之间的桥梁，对于确保数据采集卡的稳定运行和高效性能至关重要。 实验结果显示，设计的PCI高速采集卡能够实现250兆样本每秒（MSPS）的高采样率，以及高达1GB的存储空间，这表明该系统在高速数据采集领域具有较高的实用价值。关键词涵盖了数据采集系统的关键组件和技术，包括数据采集、PCI总线技术、DDR控制器以及FPGA在设计中的应用。