基于ARM和FPGA的多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著電子和數(shù)字相關(guān)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)在測量測控領(lǐng)域占據(jù)了主要地位。其作為信息科學(xué)的主要組成部分,已應(yīng)用在工業(yè)、民生和軍事等的各個領(lǐng)域,如應(yīng)用于電力系統(tǒng)、航天、醫(yī)療系統(tǒng)、鐵道系統(tǒng)、土木建筑、化學(xué)環(huán)境、軍事國防等部門,如測量觀察電壓和電流、溫度濕度與功率功耗等。
　　市場上FPGA和ARM單獨的評估板有很多,但是兩者作為主協(xié)處理器配合完成采集、分析、計算與通訊的板卡很少?；贔PGA+ARM的多功能可擴展數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),與

2、單顆芯片的數(shù)據(jù)采集相比較,具有精度高、速度快、參數(shù)多測量同步、實時性好等特點。
　　本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就是基于FPGA+ARM的協(xié)處理器+主處理器的多通道模擬與數(shù)字量采集的多功能數(shù)據(jù)采集模塊的實現(xiàn)方法。該模塊可以對電壓、電流、熱電阻、熱電偶、開關(guān)量等多種物理量進行測量,通過以太網(wǎng)總線傳輸?shù)絇C機平臺上進行實時顯示和控制。FPGA作為協(xié)處理器,主要負責前端模擬量與數(shù)字量的采集與預(yù)處理、功能定制與驅(qū)動和存儲工作,其眾多的IO口,可以用來自

3、由的編程、分配、并自定義功能,同時配以硬件描述語言以及芯片內(nèi)部的定制邏輯模塊,可用來設(shè)計軟件功能。其的最大優(yōu)點是在線可編程。而ARM作為主處理器,在嵌入式實時操作系統(tǒng)的多任務(wù)機制下,主要負責系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)處理與分析、存儲、傳輸與顯示等功能。ARM處理器的主要特點為高性能、廉價、耗能低的RISC架構(gòu),廣泛應(yīng)用去嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的軟件控制。
　　軟件部分是本系統(tǒng)的核心研究部分。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要實時采集數(shù)字量和模擬量,并實時上傳需要上傳的數(shù)