传感技术中的基于FPGA的通用网络数据采集控制器方案

项目背景及可行性分析 　　1. 项目名称、项目的主要内容及目前的进展情况 　　项目的名称：基于FPGA的通用网络数据采集控制器 　　项目的主要内容：开发一款通用性强的网络数据采集控制器，适合PC（windows与Unix、Linux系统）与片上系统之间的通信（片上运行软核或硬核嵌入式系统） ，提取的资源是本地控制器参数（如PID参数、射频信号幅度相位信息和误差因子等）。 　　目前进展的情况：目前已经实现了使用MacroBlaze软核处理器的网络通信的基本功能。通用的网路数据采集控制器的雏形基本形成，系统框架也初步定好。 　　2. 项目关键技术及创新点的论述； 　　项目的关键技术： 【传感技术中的基于FPGA的通用网络数据采集控制器方案】是一项旨在开发一款高度通用的网络数据采集控制器的项目。该控制器适用于PC（Windows、Unix、Linux系统）与片上系统（运行软核或硬核嵌入式系统）之间的通信，主要用于获取本地控制器参数，如PID参数、射频信号幅度相位信息和误差因子等。 项目的关键技术包括： 1. **面向对象的软件架构**：设计合理的软件架构，使得系统能够灵活应对不同的应用需求和环境变化。 2. **兼容性硬件设计**：硬件结构需兼容MicroBlaze和PowerPC，确保在不同处理器平台下的可用性。 3. **多协议网络通信**：控制器需要支持多种网络通信协议，以适应不同的通信环境。 4. **高级语言API**：提供高级语言的应用程序接口，简化用户与控制器的交互，提高开发效率。 创新点在于提出了一种通用性的数据采集控制器，它不仅针对特定应用，而且可以适应各种片上系统和客户环境，解决了传统数据采集控制器定制化强、通用性差的问题。 技术成熟性和可靠性方面，FPGA的高性能已证实了实现通用数据采集控制器的可行性。虽然该技术尚处于研发探索阶段，但工业以太网和网络通信的应用证明了其潜力。 项目实施方案包括： 1. **硬件结构设计**：分别展示了MicroBlaze和PowerPC下的控制器硬件结构，并提出了软件的基本架构。 2. **开发平台**：选择了Virtex-II Pro XC2VP30作为开发平台，因为它能满足计算机架构、嵌入式系统、实时操作系统和网络应用的需求。 3. **开发工具**：需要调试和下载工具，以及MATLAB、EDK、ModelSim、Xilinx ISE等仿真和开发工具。 在项目实施过程中，将开发数字PID控制器和通用网络数据采集控制器，目标是实现跨平台的有效参数提取，支持多种网络通信协议，并提供良好的上层应用接口。 此外，项目还需要设计输入输出功能子板、测试设备以及相应的仿真和开发工具。通过这些资源，项目将实现对数字控制器的有效参数提取，提供稳定可靠的网络通信能力，并与Http和Labview等系统无缝对接。 总结来说，这个项目旨在利用FPGA的灵活性和可编程性，创建一个通用的网络数据采集控制器，提高数据采集的通用性和适应性，为各类应用环境提供标准化的解决方案。随着项目的推进，预期将推动传感技术和嵌入式系统领域的发展。