基于FPGA的高精度多通道采集存储系统研究

提出基于SD 2.0协议的SDHC存储器的多通道高速数据采集存储系统。主控芯片采用CycloneIV FPGA;A/D转换芯片采用了16bit AD7656。整个系统采用2片AD7656芯片进行数据采集,使得整个系统的数据采集能力达到了12个通道,每个通道的最高采样率达到250Kp/s,实现了高速多通道大数据量的数据采集存储,最大采样机存储数据量达到了48Mbit/s,是目前同类产品的4~8倍存储量。同时在FPGA内部还对采集的数据进行滤波、FFT等信号处理算法,使得数据可以得到初步计算分析。由于采用了低功耗设计,且采集存储系统体积较小,整个系统可以在野外环境中进行数据采集,有较好的应用前景。     

基于FPGA的多路高速数据采集系统

结合数据采集系统在航天遥感中的应用,介绍了一种基于FPGA的多路数据采集系统,给出了硬件原理框图,并对系统进行了分解,而后讨论了影响系统性能的因素。实际应用证明,采用该方法设计的系统能有效地完成多路同步高速数据采集任务。     

基于FPGA的DDR4多通道控制器设计

在网络通信和图像处理等系统中存在多个子系统同时访问外部存储器的情况,多通道存储控制器则可以有效地解决这个问题。然而随着数据量的激增和处理单元性能的提升,传统的多通道控制器带宽利用率低,难以满足系统对存储器高速存取的要求。因此,针对上述问题,本文设计了基于FPGA的DDR4多通道控制器。该控制器定义了简化的用户接口并支持网络通信中的循环缓冲区设置,降低了使用的复杂度,同时提高了设计的通用性。设计采用基于循环优先级仲裁器的系统转换结构,高效地解决多通道访问冲突问题,提升了系统的带宽利用率。此外,系统采用分片机制实现循环缓冲区内的访问回绕。基于Xilinx KCU116 FPGA的板级测试表明,本文所设计的多通道访问结构的测试结果与仿真一致。在访问长度为4069字节时,系统最高有效带宽为78.3Gbps,带宽利用率达到94.0%。     

基于FPGA的高速数据采集系统的设计

FPGA可以在数据采集系统中取代单片机和DSP对数据采集过程进行控制，基于FPGA的数据采集系统具有时序快，组成方式灵活，易于修改的特点，适合于高速数据采集的场合。设计中采用了自顶向下的方法，将FPGA依据功能划分为几个模块，详细论述了各模块的设计方法和控制流程，系统可应用于电力远动监控，计算机仿真证实了其有效性。     

基于FPGA的高速动态测量数据采集系统

针对长距离多轴激光干涉测长同步动态数据采集问题,研制基于FPGA的高速动态测量数据采集系统及上位机动态测量软件。采用FPGA挂载DDR3的硬件系统方案,提出基于边沿检测捕捉外触发同步信号、构造读写FIFO结合MIG IP核实现读写逻辑的方法设计离线系统,满足降低测量软件的实时性要求。硬件与上位机建立串口通信,实现温度、大气压强、湿度等多参数多路环境传感器的实时采样及激光波长对空气折射率的实时修正。在触发脉冲重复间隔TPRI≤20 μs的条件下,与商品干涉仪进行动态测量比对,实现差值小于8 nm。实验结果表明该系统在50 kHz采样率下实现了纳米级高精度测量,且无数据缺失、误码现象,可广泛应用于高速、高精度的动态测量数据采集。     

基于FPGA的高速数据采集系统的设计

FPGA可以在数据采集系统中取代单片机和DSP对数据采集过程进行控制。基于FPGA的数据采集系统具有时序快、组成方式灵活、易于修改的特点 ,适合于高速数据采集的场合。设计中采用了自顶向下的方法 ,将FPGA依据功能划分为几个模块 ,详细论述了各模块的设计方法和控制流程。系统可应用于电力远动监控 ,计算机仿真证实了其有效性     

基于FPGA的双路高速数据采集系统的设计

以脉冲激光测距为应用背景,设计了1种双路1 Gsps采样率的高速数据采集系统的设计方案,该系统以EP2S60系列的FPGA为核心控制模块,ADC08D1000为模数转换芯片测量I、Q两路脉冲信号时间间隔.FPGA的资源分布决定ADC输出的两路信号(I、Q)需由FPGA的两侧共4个BANK接收,由此会造成系统测量的固定误...     

基于FPGA的多通道伺服电机控制系统设计

针对大规模电机集群控制系统的控制难点,提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)的多通道的伺服电机控制方案。首先,采用纯硬件逻辑部署用户数据报协议(user datagram protocol, UDP),使FPGA与上位机的实时交互;其次,针对特定的直线运动场合设计出一种双闭环PID控制策略,并在单片FPGA中集成多路伺服驱动控制模块,构建了多路伺服电机驱动控制系统;最后,搭建四路硬件测试平台,并进行实验验证。实验结果表明,到位误差小于0.42 mm,位置阶跃响应曲线平滑,速度阶跃响应超调量小于13%,稳定时间小于0.7 s,实现了快速响应和稳定调速,该系统有望在集群控制中得到广泛应用。     

基于FPGA的高精度模拟量输出卡设计

针对遥测系统中采集模拟量信号精度低、质量差等问题,本文在模拟量信号日益精度化、多样化、复杂化的趋势下设计了更为高精度的模拟量输出卡.本设计采用了以现场可编程门阵列(FPGA)为中心的逻辑控制器、16位高精度的数模转换器LTC2642实现了DA的高精度转换,输出的模拟量信号通过16位通道的模拟开关ADG1606将96路信...     

基于ARM和FPGA的高速数据采集系统

本文提出了基于ARM+FPGA的实时高数数据采集系统,利用AD5220对外界的模拟信号转化为数字信号,采用FPGA完成对高速数据的采集工作,通过ARM对FPGA的采集的数据进行处理,并且利用嵌入式Linux,通过对操作系统的操作来实现对FPGA进行实时的控制。本文首先介绍了系统的总体架构,然后介绍了系统中所需要的元器件,最后重点介绍了对FPGA模块驱动程序的初始化工作。     

基于DSP和FPGA的导引头数据采集系统设计

为适应导引头多路数据采集的要求,本文设计了一种基于DSP和FPGA的多通道导引头数据采集系统;在介绍系统总体方案的基础上,详细讨论了数据采集部分的模拟通道、A/D变换、数字滤波,DSP与FPGA操作时序、上位机通信接口等电路设计和实现,并介绍了软件设计和软面板,最后给出测试结果和分析。本系统已成功的应用于某型号导弹自动测试系统中,其性能和指标均优于应用要求。     

基于FPGA的高速数据采集系统设计

现场可编程门阵列FPGA(field programmable gate array)器件具有资源丰富、接口灵活、并行计算等特点,其中并行特点使其能够应用于高速场合,和外部AD结合能实现高速数据采集功能,适合用于数字控制系统。本文基于FPGA和一款快速模/数(A/D)转换芯片AD7864提出一种高速数据采集电路设计方法,给出AD7864的时序并基于FPGA程序开发软件QuartusII说明其AD控制的状态机设计方法,通过对信号发生器产生信号实验采样证明其采样效果良好,能够满足高速数据采集要求。     

基于FPGA的干涉信号双ADC采集系统设计

干涉信号在光谱分析领域有着广泛应用.干涉信号具有动态范围大的特点,为了提高其采样精度,设计了一种以FPGA为核心的双ADC采集和数据处理系统,将输入信号分两路分别进行预处理和AD量化,并通过FPGA进行校正、滤波等信号处理得到一路高精度采集的干涉信号,由CameraLink接口传输至上位机进行显示和分析.通过上位机MATLAB对采集数据进行分析,并与单通道采集结果进行对比,证明采用本文的双ADC采集系统能够提高干涉信号的量化精度,对得到更精确的光谱分析结果具有重要的意义.     

基于美国NI的多通道数据采集系统

介绍了以LabVIEW为软件开发平台,配合NI PXI-5105数据采集卡的多通道数据采集系统的设计。通过LabVIEW和NI-SCOPE（高速数字化仪的仪器驱动程序）,实现了系统的参数设置、启动采集、数据打开、存储以及数据分析等功能。该系统设置简便,操作简单,界面友好,功能实用。实验结果表明,系统具有良好的可靠性和稳定性,是进行多通道数据采集的有力工具。     

基于FPGA的X射线脉冲信号数据采集系统设计

为研究脉冲星X射线辐射脉冲信号的特点,需要记录X射线脉冲信号的上升沿时刻与脉冲信号峰值.设计了基于FPGA的X射线脉冲信号数据采集系统.重点介绍了数据采集系统的组成、功能及硬件设计.其中,系统采用11片多通道高速串行ADC用于X射线脉冲信号的采集,利用数字电位计及高压电源模块实现探测器偏置电压的精细调节,利用数据存储校正电路等完成采集数据的校正处理,并可通过图像传输电路完成图像数据的传输与显示以及系统功能的调试.与上位机通信,完成指令的收发控制,调整采集系统的工作状态.     

基于FPGA的精密时间测量系统设计

设计了一种在FPGA中基于时间内插技术而实现的高精度时间测量系统。在分析传统数字计数法原理与误差的基础上,从误差源头出发,为精确测量“细”时间即传统数字计数法中待测信号上升沿与下一个计数时钟上升沿的时间差,提出用4个同频、相位依次相差45°的内插时钟测量,通过待测信号上升沿锁存4个内插时钟状态来估算这部分时间差。“粗”时间用高速时钟直接计数,可以保证有大的测量量程,详细分析了该方法测量原理误差。通过实验验证表明,精度高达312.5 ps,误差小于300 ps,该设计具有测量范围大、测量精度高、占用资源少、体积小等优点。     

基于FPGA的遥感相机多模式数传转接电路设计

为满足遥感相机视频处理电路的测试需求,研究并设计了一种遥感相机数传转接电路,对视频处理电路处理过的不同模式的图像数据进行格式转换,再通过Cameralink接口与上位机进行图像数据传输并实时成像,同时系统采用乒乓操作提高图像数据的传输速率。主要描述系统的主要组成和FPGA模块化设计的实现方法。以Xilinx公司XC2V型号FPGA为核心,采用VHDL语言实现图像数传转换的逻辑设计,利用RS232接口接收上位机指令实现不同模式图像信号的选择输出,对不同模式的图像信号进行格式转换。实际应用表明,本系统成像结果准确,具有较好的灵活性,能够满足多种遥感相机视频处理电路的测试需求。     

基于FPGA的脉搏波信号采集系统研制

介绍基于FPGA并利用双光源对脉搏波信息进行实时采集的方案,阐述了系统的设计原理,并对系统核心部分光源控制电路设计进行了详细描述,最后对系统调试结果进行介绍和分析。系统设计采用自顶向下的层次式设计方法,应用Verilog HDL语言完成,并在Quartus Ⅱ环境下开发实现。     

基于FPGA的墙纸印刷色标误差检测的设计

介绍了墙纸印刷中色标误差检测的工作原理,它是实现墙纸多套色自动套准的关键环节,并通过QuartusⅡ软件仿真实现预期的结果.同时简单介绍了整体的硬件结构,系统采用可编程控制器件FPGA和VHDL程序设计完成色标误差的检测.通过FPGA丰富的逻辑资源和高速的数据采集实现套印控制中误差检测的准确性,从而提高多套色墙纸印刷的套色精度和印刷速度.