今天小编要和大家分享的是可编程逻辑相关信息,接下来我将从以FPGA为核心的高速数据采集控制模块设计流程概述,双门连动控制模块这几个方面来介绍。
可编程逻辑相关技术文章以FPGA为核心的高速数据采集控制模块设计流程概述
在雷达、通信、气象、军事监控及环境监测等领域,现场信号具有重要的作用。这些信号的主要特点是:实时性强、数据速率高、数据量大、处理复杂。为能够完整、准确地捕获到各种信号并及时进行处理,需要临测系统能够具备任意长度连续采集和存储的功能,且具有较高的数据传输率。考虑到FPGA拥有丰富的可编程I/O引脚、时钟频率高、时序控制精确、运行速度快、编程配置灵活等特点,采用其作为核心控制模块。因为光纤通信使用简单的点到点互连,具有传输损耗低、传输频带宽、速率高和抗电磁干扰等优点,在增加可靠性的同时降低了电缆连接的复杂程度,所以采用光纤作为信号传输媒介。
这里设计的数据采集控制模块能够对8通道模拟信号进行两种不同频率的采集,采集时间的长短町以进行控制,并对数据进行了编帧,编解码处理,利用光纤进行数据传输。
1 模块结构设计方案
8通道的模拟信号经过信号调理、A/D模数转换电路后进入FPGA。上位机发送的控制帧经光收发模块、串并转换器后进入FPGA,作为采集数据的帧头部分,该帧中有1 Byte决定了采样的频率。上位机向FPGA发送采样控制信号:采样导前信号以及采样时间长度信号。在FPGA中将8通道采集的数据以两通道为一组分成4份分别与帧头打包组帧,存入双口RAM,编码处理后经过并串转换器、光收发模块发送出去。模块结构设计框图如图1所示。
2 硬件设计
该数据采集控制模块主要由3部分组成,分别为模拟信号处理部分、逻辑控制部分和光纤通信部分。
采用AD8036实现对模拟信号的调理,将其控制在ADC转换的电压范围内。该芯片为单位增益稳定型箝位放大器,具有异常快速且精确的脉冲响应特性,是快速及高分辨率ADC的理想驱动器及缓冲器。ADC选用AD10242,它是一种高速度、高性能、低功耗的双通道模数转换器。40M Hz采样速率,12位分辨率,片内带有跟踪/保护放大器(T/H)、基准电源和输出缓冲器。片内两个通道完全独立,均有各自的泽码和模拟输入,采用激光修正增益和偏移匹配,可保证两个通道之间的串扰《80 dB。ADC的输出为TTL电平,经过电平转换器件SN74LVCC3245A转换为LVT TL电平后送至FPGA。