FPGA+PCI实现InSAR基线测量实时采集系统设计

"基于PCI 和FPGA 的InSAR 基线测量实时采集系统（二）" 本文讨论的是一种专为双天线干涉SAR（Synthetic Aperture Radar）基线测量设计的实时数据采集存储系统，该系统针对数据量大、实时性强以及设备小型化的需求，采用了FPGA（Field-Programmable Gate Array）和PCI（Peripheral Component Interconnect）总线技术。系统的关键在于高效的数据处理和存储，以确保CCD相机和激光测距仪获取的数据能快速、准确地传输到存储设备。 2.3 FPGA核心逻辑控制部分详述了FPGA在系统中的重要作用。FPGA负责对传感器的模式设置、数据同步控制、多传感器数据管理以及与PCI总线的交互。所选的FPGA型号为Altera公司的StratixⅡ系列EP2S60F1020，配备EPC16配置芯片。 1）传感器触发设置：通过PCI总线，主机可以向FPGA发送模式设置指令，由FPGA的串口控制器转发给相机和激光测距仪。传感器的响应也会通过同样的路径返回给主机。为了实现同步，相机工作在软件外触发模式，由FPGA生成20Hz的EXSYNC信号控制相机曝光，而激光测距仪则与之保持同步。 2）数据同步控制：EXSYNC信号不仅用于触发相机曝光，还同步激光测距仪的操作。由于两者的工作频率不同（相机20帧/s，激光测距仪50Hz），FPGA需确保在特定时刻捕获到对应的数据。设计中，数据通过双口RAM进行同步和整理。当相机数据到达时，它们被存入FPGA的双口RAM，同时，激光测距仪的数据通过串口接收器及内部FIFO缓存后，也被送入双口RAM。写使能信号WEN根据预定义的时序关系图生成，确保数据有效时写入RAM。 该系统通过FPGA的灵活性和高性能处理能力，解决了双天线InSAR基线测量的实时性和数据量问题。FPGA作为核心处理器，不仅可以处理传感器控制和数据同步，还能有效地管理大容量数据流，保证了系统的高效运行。此外，利用PCI总线技术，系统实现了与主机之间的高速数据传输，同时通过磁盘阵列进行实时存储，满足了数据量大的需求。整个设计体现了现代电子系统集成的精妙之处，即通过高级集成电路和智能算法，解决了复杂实时数据处理的挑战。