ARM+FPGA的高速同步数据采集
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2020-08-11
18:17:56
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ARM+FPGA的高速同步数据采集的高速同步数据采集
设计了基于ARM+FPGA的低功耗、高速率、高精度、多通道同步数据采集方案，可以通过监测者的要求完成多
通道数据的同步采集并实现实时的网络传输。
1、应用背景
基于ARM+FPGA的高速同步数据采集方案，解决了数据采集的同步性问题，与以往的数据采集方案相比，具有高精度、高速
率、多参数同步测量、实时处理、网络传输不受区域限制等特点。
主要应用于物探分析领域、天然气、石油等地下勘探领域、观测技术领域（地震波、频谱分析）、电力调度系统等行业。
市面上的FPGA开发板和ARM开发板很多，但是将两者结合起来完成数据采集与网络通讯的开发板很少。大多数的勘探、观测
工作都是在严苛的环境中进行的，对数据的准确性、实时性都有着较高的要求，并且大多情况下要求多参数同步测量。 公司
在基于实际的工程项目成功的基础上，推出了基于ARM+FPGA的低功耗、高速率、高精度、多通道同步数据采集方案，可以
通过监测者的要求完成多通道数据的同步采集并实现实时的网络传输。
2、系统特点
1）通过系统接口直接与采集终端通讯，完成工业现场的多通道模拟量、开关量的数据采集与A/D转换，实现对数据采集终端
的控制；
2）系统设有FIFO缓存模块，支持信号的长时间连续采集存储；
3）支持采集数据的移动存储，可对采集数据通过存储卡进行存取；
4）支持10/100M以太网或CDMA/GPRS无线网络，可以实现高效率的网络数据传输。
3、系统结构
高速同步数据采集系统主要包括以下几个部分：ARM控制器、存储电路、FPGA逻辑控制电路、A/D转换电路、FIFO缓存、电
源电路、接口电路等。
系统具备多通道数据采集接口，FPGA逻辑电路控制A/D采集和FIFO缓存模块，实现长时间不间断的数据采集与数据转换；同
时系统具有丰富的外围控制接口和通信接口，可以实现数据的存储、显示，完成RS485/RS232或高速以太网络的数据传输。
4、硬件配置
1)ALTERA的EP1C12 FPGA,12060个逻辑单元, M4KRAM 有52个,2个锁相环。
2) SRAM型号为IS61LV25616－10T 两片,用于建立高速AD数据的缓冲存储器FIFO容量为256 KX 32位。支持信号的长时间连
续采集存储
3)AT91RM9200,ARM9工业级处理器。
4) 内存SDRAM32－128MB, 为运行嵌入式操作系统和大数据量计算留出存储空间。
5)NOR-FLASH４MB,用于 存储引导程序和操作系统。
6)NAND－FLASH32MB, 存储用户应用程序和数据。
7)USB主接口,可以外接U盘、移动硬盘、USB键盘、USB摄像头等。支持采集数据的移动存储，可对采集数据通过存储卡进
行存取。
8)支持10/100M以太网或CDMA/GPRS无线网络，可以实现高效率的网络数据传输。
5、提供软件说明
1) PGA的数据采集与处理verilog源代码。
2)ARM9的linux操作系统源代码。
3)ARM9的根文件系统源代码。
4)ARM9的数据采集与网络传输测试源代码。
5)U盘驱动及挂装代码。
6)YAFFS文件系统。
7)NFS网络文件系统。
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