基于FPGA的高速數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著人類生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)采集已經(jīng)成為現(xiàn)代工程科學(xué)中的一個重要部分。采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析計算,然后將結(jié)果用來指導(dǎo)生活生產(chǎn)實踐已經(jīng)成為一種重要的研究控制手段,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)制造、防災(zāi)減災(zāi)以及國防等眾多領(lǐng)域。完成數(shù)據(jù)采集、分析、輸出的系統(tǒng)被稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大都基于體積小、功能強大的專用嵌入式處理器平臺,能夠?qū)崿F(xiàn)帶寬高、實時性強、數(shù)據(jù)量大的采集過程。本文研究內(nèi)容是一種基于FPGA的高速數(shù)據(jù)記錄儀的設(shè)

2、計與實現(xiàn)。該系統(tǒng)可以對多路模擬信號進行實時采集、處理、存儲,并能夠輸出數(shù)據(jù),系統(tǒng)還提供控制接口和相應(yīng)的控制協(xié)議,允許外部設(shè)備對系統(tǒng)進行實時控制。系統(tǒng)總體上主要分為接口模組、存儲模組和高速背板三部分。
　　本文重點研究系統(tǒng)接口模組的設(shè)計與實現(xiàn),主要完成工作如下:
　　(1)從系統(tǒng)設(shè)計要求和技術(shù)指標出發(fā),結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展背景,提出了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),確定了系統(tǒng)的接口定義和功能。對系統(tǒng)接口模組、存儲模組和高速背板的設(shè)計方案

3、進行了詳細嚴密的論證。
　　(2)設(shè)計了接口模組采集模塊的總體結(jié)構(gòu),詳細描述了采集模塊各部分的設(shè)計與實現(xiàn)過程。依照系統(tǒng)的技術(shù)指標,經(jīng)過計算給出了系統(tǒng)緩存的設(shè)計方案。通過乒乓操作和緩存技術(shù)的結(jié)合,設(shè)計了一種數(shù)據(jù)分發(fā)的機制。實現(xiàn)了系統(tǒng)接口模組與存儲模組間的高速串行通信。
　　(3)設(shè)計了系統(tǒng)總體控制方案,對系統(tǒng)的控制接口的物理實現(xiàn)進行了多方案的討論研究,根據(jù)選用方案設(shè)計了主控設(shè)備與系統(tǒng)之間的控制接口定義和通信機制。根據(jù)系統(tǒng)的功能