本发明涉及轨道交通领域的数据采集装置,主要解决了现有技术中采用CAN总线通信接口导致的线路资源浪费和设备管理不便的问题。传统的数据采集通常通过硬件扩展增加多个CAN接口,但这种方法存在局限性,无法灵活应对大量数据接入需求,且增加了硬件故障点。
发明提出的数据采集装置由FPGA单元和处理器单元组成,其中FPGA单元包含Microblaze软核和AXI CAN IP核。AXI CAN IP核的数量依据CAN总线数据的通道数量动态设定,这种设计允许根据实际需求灵活配置接口,适应大规模数据接入。AXI CAN IP核与Microblaze软核通过AXI总线连接,使得数据处理更加高效。
FPGA单元还包含双口RAM,用于存储CAN总线数据,以及通信IP核,它负责控制数据传输,确保数据在双口RAM和处理器单元之间顺畅流动。此外,FPGA单元还包括时钟模块,对输入时钟进行倍频和分频,以优化Microblaze软核的工作时钟,以及调试模块,用于对运行在Microblaze软核中的程序进行调试。FPGA单元与处理器单元之间通过GPMC总线连接,确保高速数据交换。
数据采集装置的处理结果以Linux文件系统格式呈现,存储在与处理器单元相连的存储单元中,便于后续处理和分析。同时,装置还包括接口单元,用于传输处理后的CAN总线数据结果,方便数据的进一步应用和传输。
通过这种结构,本发明的装置减少了硬件扩展带来的空间占用和潜在故障点,提升了系统的可扩展性和可靠性。附图展示了装置的结构示意图,包括32路CAN信号采集存储装置的结构以及FPGA的内部结构,帮助理解其实现方式。
总结来说,本发明的数据采集装置利用FPGA和处理器的组合,实现了CAN总线数据的高效、灵活采集和处理,解决了传统方法的不足,适用于轨道交通系统及其他需要大规模数据采集的场景。其设计思路和实现技术对于提升数据采集系统的性能和稳定性具有重要意义。