具有PCI和并行接口的数据采集系统设计

具有PCI和并行接口的数据采集系统设计

1 引言

2.1 系统设计方案

图1 系统总体框图

2.2 模拟中频信号预处理模块

图2 两级AD9618放大器原理图

2.3 FPGA配置与模数转换模块

图3 AD8138+AD6644连接原理图

2.4 时钟产生模块

图4 双模前置分频器MC12013工作原理图

2.5 接口部分设计

本系统中使用了2种接口方式，即DB25并行接口和PCI总线接口。虽然2种接口的作用都是将经过模数转换模块采集后并存储到FPGA中的数据传输至PC机中，但是2者的工作过程却是不同的。

当使用PCI总线接口传输数据时，由于PCI接口的传输率很高(本系统中使用33MHZ*32bit的传输模式)，因此即使当A/D转换器进行高速采样时，PCI接口仍然有能力在相同的时间内将ADC存放到FPGA中的数据读入到PC机中。所以此时可以在一定程度上实现实时数据采集和存储。

3 FPGA与PC端控制软件设计

在本系统中，FPGA起到的是一个控制桥梁和传输桥梁的作用，通过来自于PC主机的控制信号和传输信号，来有序的控制ADC的采样，数据的存储和传输过程。而如何决定整个系统开始工作的时间，采用何种接口的传输模式，数据在PC机中的存储方式以及如何利用采集后的数据来显示原始波形，这些任务都是由安装在PC端的控制软件所完成的。

本文所设计的方案，就是将FPGA作为整个数据采集系统的控制核心和传输桥梁。一方面可以根据上位机的指令来完成对整个系统工作模式和状态的精确时序控制，另一方面可以通过FPGA中丰富的宏功能块资源和可嵌入的IP核资源来实现高速缓存和高速数据传输接口。

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