多通道模块化高速通信数据采集与分析平台
基于STM32的多通道照度计的设计
基于STM32的多通道照度计的设计罗志远;张涛;许骏【摘要】照度是照射在某一单位面积上的入射光总量,其大小取决于光源的发光强度,以及被照物体和光源之间的距离.适当的照度可以提高工作效率,对人产生积极的影响.介绍了一种用于信号检测的多通道照度计的设计原理和实现方法.该照度计以STM32作为微控制器,利用TSL2561芯片实现光电转换以及模数转换.通过TCA9548A芯片实现多个TSL2561与STM32连接.利用W5500以太网模块实现STM32与上位机之间的通讯.通过数据处理进一步提高测量效率,减少测量误差.实际测试结果表明:经过数据拟合进行定标后,该照度计测量误差在8%以内,可以满足在实际测量的需求,具有成本低、效率高和性能可靠等优点,可以满足工程应用中多通道光照强度快速测量的需要.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2019(032)004【总页数】7页(P618-624)【关键词】照度计;多通道测量;数据拟合;STM32单片机;TSL2561芯片;I2C总线【作者】罗志远;张涛;许骏【作者单位】中国科学院云南天文台,昆明650216;中国科学院大学,北京100049;中国科学院云南天文台,昆明650216;中国科学院云南天文台,昆明650216【正文语种】中文【中图分类】TH74照度计是一种测量环境光照强度的测量仪器。
照度计应用非常广泛,物理,摄影,化学,工程,天文学,天体物理学等诸多领域以及日常的生产生活都需要对照度进行测量。
目前,无论是建筑室内照明、还是机动车的内外照明、工矿企业的工作环境照明等各大照明场所基本上都需要使用照度计进行照度检测,以保证人们有更加舒适的生活工作环境,提高工作效率,减少不必要的光污染[1]。
此外,在科研领域大面积光源如积分球等的均匀性测量也会用到照度计[2]。
本设计是以国家基金面上项目“CMOS响应非均匀性实时校正系统的设计研究”为背景而展开的,在基金项目中需要对CMOS相机的性能做相应的测试,其中需要用到积分球。
基于FPGA的多通道数据采集系统设计与实现
基于FPGA的多通道数据采集系统设计与实现摘要：近年来，随着国内航空事业的高速发展，现代空情变得日益复杂，航管雷达目标数据和地空话音通信数据作为航空空情数据保存以及事故分析的主要手段，在空管自动化系统中发挥越来越重要的作用。
其记录系统运行的稳定性、数据记录和回放的真实性是重要空情重演、异常事故分析准确可靠的关键因素。
在航管系统应用中，记录重演系统往往具有数据量大、记录通道多，数据的可靠性、实时性以及设备模块化要求高，并且要求长时间持续不断地进行记录和处理。
为此，文章对基于FPGA的多通道数据采集系统设计与实现方面展开详细研究，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
关键词：数据采集；信号处理；FPGA引言：为适应当前日益复杂的空情，提高航管数据采集的精确性和可靠性，设计了一种多通道雷达话音数据采集系统。
给出了系统硬件设计架构，利用FPGA作为数据采集和逻辑控制核心，实现了16路话音数据编解码以及８路雷达数据采集和转换。
应用层软件采用多线程开发技术和原子访问内存共享设计方案，提高了业务运行的效率以及系统的可靠性。
硬件电路及应用软件实现均采用模块化设计，具有良好的可移植性。
最后，对设计的系统进行了多通道话音和大时段大数据量雷达数据采集回放测试，并对话音和雷达数据采集误差精度进行了分析，验证了系统的可靠性和精确性。
1、系统硬件架构设计数据采集系统硬件系统由以下几个模块组成：MCU控制模块、FPGA算法模块、RS232雷达数据接收串口、FXO/FXS语音、时钟模块、电源模块、连接器等；其中MCU系统是本板的控制单元，完成对板上芯片初始化、性能检测以及通过串口实现本板与其他单板的通信；FPGA模块主要对采集的雷达数据和语音信号进行监控和记录，实现机场空管部门指挥调度的语音通话和雷达探测数据的同步记录和同步回放功能；RS232雷达数据采集串口模块实现简化的三线异步RS232接口的电平转换；FXO/FXS语音模块完成FXO/FXS语音信号的数字化，支持软件切换FXS或者FXO工作模式；时钟模块负责时钟产生、时钟驱动，为各模块提供所需要的时钟；电源模块提供整板各模块所需要的工作电压。
LMS-SCADAS多功能数据采集系统简介
数据采集系统LMS SCADAS多功能数据采集系统当今，产品的研发周期越来越短，用于产品性能测试的时间越来越少。
在全球的各个行业中，试验部门正承受着巨大的压力——要用尽量少的时间和资源配合产品的设计与更新，完成尽可能多的试验任务。
LMS SCADAS数据采集系统能够保证完成各种类型的试验任务，并且其高性能、高效率的特点，可以让试验工程师更充分地利用资源，同时完成多项试验任务，大大地缩短试验周期。
LMS SCADAS硬件以其卓越的性能和高度的可靠性著称，无论是进行试验室测试还是现场测试都能保证最优的测试质量和精度。
LMS SCADAS硬件与LMS b和LMS Test.Xpress软件无缝集成，可以快速完成所有的测试设置，在保证最佳数据质量和精度的同时，高效地完成测试任务。
正由于LMS SCADAS硬件具有如此多的优点，全球范围内每天都有数以万计的用户正在使用LMS产品进行着测试工作，采集各种试验数据。
为您量身定制的LMS SCADAS解决方案——保证随时随地的完美表现LMS SCADAS硬件的最大优点是灵活性与可扩展性，有多种型号可供客户选择－从紧凑的便携式系统，全自动的智能记录仪，直至大通道数的试验室系统。
LMS SCADAS硬件支持多种传感器，具有多种信号调理功能，是进行噪声、振动、声学和耐久性等试验任务的理想前端。
最重要的是，LMS SCADAS 注重多功能性，即可以作为一个移动的前端使用，也可以作为独立的记录仪在外场使用。
同时，LMS SCADAS硬件还为在恶劣条件下进行声学测试或耐久性数据采集提供了统一的测试系统。
“LMS SCADAS系统注重于应用的多样性，使用户的投入获得最大的回报。
”•通用的硬件平台，同时适用于试验室测试、外场测试，并支持记录仪模式，独立地完成数据采集•专业用于噪声、振动、声学和疲劳耐久性能测试•集便捷性、灵活性及试验稳定性于一体•模块化设计，具有强大的可扩展性能，充分保证硬件投资的延续性•强大的并行信号处理能力，充分保证高通道数、大系统的可靠性和稳定性注重灵活性：LMS SCADAS解决方案能够满足您的任何测试需求专为噪声、振动与疲劳耐久性数据采集设计无论您想采集转速、加速度、速度、力、位移、应变、温度、声音、扭矩、压力、CAN，还是GPS数据；无论是某一单一信号，还是多种信号——LMS SCADAS均可提供一个灵活而成熟的解决方案。
多通道数据采集与处理技术研究
多通道数据采集与处理技术研究随着信息技术的不断发展，我们面临着海量数据的挑战。
如何高效地采集和处理数据，成为了各个领域关注和研究的重点之一。
在众多的数据采集和处理技术中，多通道数据采集与处理技术已经成为了一种重要的技术手段。
一、多通道数据采集的基本概念多通道数据采集是指同时采集并分别存储多个信号源，如模拟信号、数字信号等。
多通道数据采集具有采样速度快、采集全面、准确率高等特点，被广泛应用于医学、工业、军事、物流等领域。
多通道数据采集的关键是提高采集效率和数据精度，因此在硬件选型、软件设计时需要进行详细的规划和考虑。
例如，选择高速、高分辨率的模数转换器，设计高性能的前置放大器等，以实现高精度稳定的信号采集。
二、多通道数据处理的基本方法多通道数据处理包括数据预处理、特征提取、数据分析等多个环节。
数据预处理是指对采集到的原始数据进行滤波、去噪、归一化等处理，以提高数据质量和可靠性。
特征提取是指从原始数据中提取有代表性的特征向量，用于描述数据的特性和规律性。
数据分析是指对提取出来的特征向量进行统计学分析、机器学习等方法的研究，从而识别、分类、预测等。
多通道数据处理的关键在于算法的选择和优化。
基于信号处理、机器学习、人工智能等技术手段的算法，可以大大提高数据处理的效率和准确性。
例如，信号处理中常用的小波分析、基频分析等；机器学习中常用的神经网络、支持向量机等；人工智能中常用的模糊逻辑、遗传算法等。
三、多通道数据采集与处理的应用多通道数据采集与处理技术已经应用于生理信号采集、振动信号分析、图像识别、智能交通、安防监控等多个领域。
以生理信号采集与分析为例，多通道数据采集技术可以实现多点测量、多参数测量、多对象测量；多通道数据处理技术可以实现心电图识别、脑电图分析、肌电信号检测等。
随着物联网、人工智能、5G等技术的不断发展，多通道数据采集与处理技术也将不断拓展应用场景和深化应用领域，为社会进步和科技创新提供有力支持。
多通道采集器的设计
㊀２０２１年㊀第２期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０２１㊀Ｎｏ．２㊀基金项目：浙江省自然科学基金项目（ＬＹ１７Ｆ０１００１２）收稿日期：２０２０－０１－１７多通道采集器的设计范㊀威，楼喜中，邢国鹏，辛崇丰，全大英（中国计量大学信息工程学院，浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室，浙江杭州３１００１８）㊀㊀摘要：为了满足声呐与语音信号处理中对多通道信号同步采集和采样率可变的应用需求，提出了一种基于高性能现场可编程逻辑门阵列（ＦＰＧＡ）的多通道采集器㊂该采集器使用ＦＰＧＡ作为控制器件进行模块化设计，采用２４颗高精度模数转换器（ＡＤＣ）ＡＤ７７６８，并结合上位机控制数据采集和数据处理，实现采样率可变的１９２通道并行数据采集功能㊂实验测试表明，该采集器同步性能优于２５ｎｓ，采样率可通过上位机配置切换，数据记录速率高达１９６ＭＢ／ｓ㊂关键词：多通道；同步采集；采样率；现场可编程逻辑门阵列；模数转换器；有效位数中图分类号：ＴＮ９８㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０２１）０２－００４１－０６ＤｅｓｉｇｎｏｆＭｕｌｔｉ⁃ｃｈａｎｎｅｌＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅＦＡＮＷｅｉ，ＬＯＵＸｉ⁃ｚｈｏｎｇ，ＸＩＮＧＧｕｏ⁃ｐｅｎｇ，ＸＩＮＣｈｏｎｇ⁃ｆｅｎｇ，ＱＵＡＮＤａ⁃ｙｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＪｉｌｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＷａｖｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＭｅｔｒｏｌｏｇｙｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｓｏｎａｒａｎｄｓｐｅｅｃｈｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｏｒｍｕｌｔｉ⁃ｃｈａｎｎｅｌｓｉｇｎａｌｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓａｃ⁃ｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｖａｒｉａｂｌｅｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅ，ａｍｕｌｔｉ⁃ｃｈａｎｎｅｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｂａｓｅｄｏｎｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｉｅｌｄ⁃ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｇａｔｅａｒｒａｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｗａｓｍｏｄｕｌａｒ⁃ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｕｓｉｎｇＦＰＧＡａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ａｄｏｐｔｉｎｇ２４ｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｎａｌｏｇ⁃ｔｏ⁃ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓＡＤ７７６８，ａｎｄｅｍｐｌｏｙｉｎｇａｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒｔｏｃｏｎｔｒｏｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｔｈｕｓｔｈｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆ１９２－ｃｈａｎｎｅｌｐａｒａｌｌｅｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｗｉｔｈａｖａｒｉａｂｌｅｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ＇ｓｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎ２５ｎｓ，ｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅｃａｎｂｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄｏｒｓｗｉｔｃｈｅｄｂｙｔｈｅｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒ，ａｎｄｔｈｅｄａｔａｒｅｃｏｒｄｉｎｇｒａｔｅｉｓｕｐｔｏ１９６ＭＢ／ｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ⁃ｃｈａｎｎｅｌ；ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅ；ＦＰＧＡ；ａｎａｌｏｇ⁃ｔｏ⁃ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＥＮＯＢ０㊀引言在声呐和语音信号处理设备的科学实验㊁研发㊁生产和应用中，多通道采集器扮演着重要的角色，用于实验室和外场数据采集㊁设备中性能评估和设备检验检定等㊂根据声呐和语音信号处理的特点，采集器的采集通道数一般达到几十个甚至一百个以上，语音信号和声呐的频率范围在３Ｈｚ ９７ｋＨｚ之间㊂为了满足上述要求，文献［１］设计的搭载于自主无人航行器的多波束声呐接收系统，选用１６ｂｉｔ模数转换器ＡＤ７６５７，实现了最高采样率为２５０ＫＳＰＳ的１０８通道同步数据采集；文献［２］设计的多通道采集检测系统应用１６ｂｉｔＡＤＣ芯片ＡＤ７６０６，实现了在强噪声环境下采样率为１００ＫＳＰＳ的１２８通道并行实时数据采集功能㊂采集器除了通道数及采样率的要求外，还应考虑到采集器对于通道一致性㊁存储带宽和处理实时性的需求［３－５］㊂采集器的主控芯片可以在单片机㊁ＤＳＰ和ＦＰＧＡ芯片中选取㊂ＦＰＧＡ与单片机和ＤＳＰ对比，具有工作时钟频率高㊁高集成度㊁实时性强㊁丰富的内部逻辑资源且易于编程和研发周期短等很多优势［６－８］㊂采集器的采样精度和采样率取决于硬件设计所采用的ＡＤＣ芯片，在ＡＤＣ芯片选择的时候，需要在采样率㊁采样精度和复杂度之间折中㊂本系统采用高性能ＦＰＧＡ和高集成度的ＡＤＣ，设计通道数为１９２个㊁最高采样率为２５６ＫＳＰＳ㊁采样精度为２４ｂｉｔ的多通道信号采集器㊂该采集器能够同步采集声呐或语音信号，存储到存储板或者从主控板输出以完成进一步的分析和处理㊂１㊀总体设计多通道采集器的总体架构如图１所示㊂设备主要由采集板㊁存储板㊁主控板和标准６ＵＶＰＸ背板组成㊂将２个硬件上完全一致的９６通道采集板配置成主和㊀㊀㊀㊀㊀４２㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ．２０２１㊀图１㊀采集器系统总体架构从采集板组合的方式，实现最多１９２通道的信号采集㊂主从采集板间通过ＳＲＩＯ和控制线ＧＰＩＯ接口进行通信㊂存储板用于存储采集数据，采集板采集的数据通过ＰＣＩｅ高速接口传输到存储板㊂主控板实现音频信号采集和上位机功能㊂上位机控制音频信号采集和采样率变换，并完成设备管理和存储管理㊂２㊀硬件设计基于多通道采集器的总体架构，采用高性能ＦＰＧＡ和高精度ＡＤＣ器件并结合ＡＮＳＩ标准ＦＭＣ（ＦＰ⁃ＧＡｍｅｚｚａｎｉｎｅｃａｒｄ）载板与子卡互联结构，设计多通道采集器的硬件平台㊂２．１㊀硬件实现采集板设计为９６通道，系统采用主㊁从２块采集板实现１９２路同步采集㊂采集板采用标准６ＵＦＭＣ采集载板加双宽度ＦＭＣ子卡组合的模块化设计，以实现高集成度和模块通用化㊂６ＵＦＭＣ采集载板实现信号调理和模数转换等功能；ＦＭＣ子卡实现数字信号处理㊁数据传输和数据缓存等功能㊂采集载板根据功能划分为９６通道输入信号接口㊁信号调理单元㊁１２颗ＡＤＣ芯片㊁时钟单元和同步单元等㊂图２给出了采集载板的硬件原理框图㊂图２㊀采集载板硬件框图图３为采集载板硬件原型实物图㊂ＦＭＣ子卡根据功能划分为电源㊁时钟单元㊁Ｆｌａｓｈ模块和ＤＤＲ３数据存储单元等㊂ＦＭＣ子卡主控芯片选用Ｋｉｎｔｅｘ－７系列ＦＰＧＡＸＣ７Ｋ４１０Ｔ；ＤＤＲ３采用ＭＴ４１Ｊ５１２Ｍ８ＲＡ颗粒，总容量为２ＧＢ，最高存取速率图３㊀采集载板硬件原型实物支持１６００ＭＴ／ｓ，主要用于采集数据的高速缓存；Ｆｌａｓｈ模块采用ＮＯＲＦｌａｓｈ芯片ＭＴ２５ＱＬ２５６ＡＢＡ，用于固化和加载ＦＰＧＡ中ｂｉｔ镜像程序㊂图４为ＦＭＣ子卡硬件实现框图㊂图４㊀ＦＭＣ子卡硬件框图图５为ＦＭＣ子卡硬件原型实物图㊂图５㊀ＦＭＣ子卡原型实物２．２㊀信号调理电路设计信号调理电路包括直流隔离㊁单端转差分㊁衰减和ＡＤＣ接口匹配，用于系统的信号处理和阻抗变换等㊂信号调理电路框图如图６所示㊂图６㊀信号调理电路原理框图图６中，系统输入信号频率为３Ｈｚ ９７ｋＨｚ，需经㊀㊀㊀㊀㊀第２期范威等：多通道采集器的设计４３㊀㊀直流隔离以防止直流偏置在电路中的干扰㊂ＡＤＣ芯片输入信号要求是差分输入，需将单端信号进行差分处理㊂外部输入信号电压范围为０ ２０Ｖ，而ＡＤＣ芯片支持的单端输入信号电压范围为０ ５Ｖ，因此将单端信号进行４倍衰减，以满足ＡＤＣ芯片输入信号电压范围的需求㊂另外，需进行ＡＤＣ接口适配，以满足ＡＤＣ芯片输入高阻的要求㊂２．３㊀采样电路设计由于信号的带宽近１００ｋＨｚ，基于工程实现考虑选择２５６ｋＨｚ的最高采样率；综合考虑性能㊁集成度和成本，选用８通道ＡＤＣ芯片ＡＤ７７６８㊂ＡＤ７７６８的高集成度，降低了所需的ＰＣＢ布局面积㊂采集单板采用１２颗ＡＤＣ芯片实现９６通道采集㊂根据ＡＤＣ芯片每通道单端输入信号范围为０ ５Ｖ，将基准参考电压设定为５Ｖ㊂图７给出了ＡＤＣ芯片的详细电路设计㊂图７㊀ＡＤ７７６８配置电路设计２．４㊀时钟和同步电路设计同步采集要求各ＡＤＣ的时钟和同步信号完全同源，以实现多通道同步采集㊂２．４．１㊀时钟分配电路主采集板选择３２．７６８ＭＨｚ或２４．５７６ＭＨｚ的参考时钟，该时钟通过高性能超低抖动缓冲器ＬＭＫ００１０５后输出４路为主㊁从采集板提供时钟，主㊁从采集板再分别采用低抖动缓冲器ＣＤＣＬＶＣ１１１２输出１２路为所有ＡＤＣ芯片提供ＭＣＬＫ（主时钟）㊂同源时钟设计框图如图８所示㊂图８㊀时钟同源设计框图在图８中，ＬＭＫ００１０５芯片输出偏斜为６ｐｓ；时钟在ＰＣＢ等长布线设计中，误差不超过３００ｍｉｌ，约为５０ｐｓ的延迟误差；ＣＤＣＬＶＣ１１１２最大输出偏斜为５０ｐｓ㊂由此可知，时钟的总延迟误差约为１０６ｐｓ㊂２．４．２㊀同步信号分配电路主采集板中ＡＤＣ１产生同步信号ＳＹＮＣ＿ＯＵＴ，该同步信号通过ＣＤＣＬＶＣ１１０４输出２路为主㊁从采集板提供同步信号，主㊁从采集板再分别采用ＣＤＣＬＶＣ１１１２输出１２路为所有ＡＤＣ芯片提供同步信号㊂同步信号同源设计框图如图９所示㊂图９㊀同步信号同源设计框图在图９中，ＣＤＣＬＶＣ１１０４和ＣＤＣＬＶＣ１１１２输出的最大偏斜为５０ｐｓ；同步信号在ＰＣＢ等长布线设计中，误差小于６００ｍｉｌ，约为１００ｐｓ的延迟误差㊂在同步信号同源电路中，可计算得到同步信号的最大延迟误差约为２００ｐｓ㊂２．５㊀ＦＭＣ子卡设计ＦＭＣ子卡中ＦＰＧＡ的Ｉ／Ｏ引脚数为９００，其中可用的普通Ｉ／Ｏ引脚数约３５０，另有高速接口ＧＴｘ１６ｘ㊂而单个ＡＮＳＩ５７．１－２００８标准的ＨＰＣ（多管脚数）ＦＭＣ支持４对标准时钟管脚㊁８０对标准差分管脚或者１６０个单端管脚㊁２对高速时钟管脚以及２０对高速差分管脚㊂合理安排ＦＰＧＡ与ＦＭＣ接口的连线后，ＦＰＧＡ的引脚连线分配如图１０所示㊂ＦＭＣ标准将子卡ＦＰＧＡ与载板Ｉ／Ｏ口分离设计，简化了ＦＰＧＡ接口电路设计，更好地实现系统的通用性和灵活性，且该设计支持高速口ＰＣＩｅ和ＳＲＩＯ通信㊂３㊀软件设计采集器软件主要包括采集板间ＳＲＩＯ数据传输㊁㊀㊀㊀㊀㊀４４㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ．２０２１㊀图１０㊀ＦＭＣ与ＦＰＧＡ的连线设计ＤＤＲ３数据缓存和上位机软件㊂运行于采集板的软件设计为主从板兼容的形式，能够自动识别工作的模式，进而实现代码的可重用和可移植㊂设备工作时，通过ＶＰＸ背板连线的管脚信息判断是主９６通道还是从９６通道采集板，主采集板ＳＲＩＯ配置为接收数据模式，从采集板ＳＲＩＯ配置为发送数据模式㊂ＤＤＲ３高速缓存主从板采集数据，上位机通过ＰＣＩｅ接口控制数据采集和数据处理㊂３．１㊀采集数据传输机制采用的ＡＤＣ芯片ＡＤ７７６８支持八通道同步采集，采集数据的精度为２４ｂｉｔ，最高位为符号位㊂为了方便上位机处理数据，软件设计中对每个采样点通过符号位扩展的方式，将采样数据由原本的２４ｂｉｔ位宽扩展成３２ｂｉｔ，故一颗ＡＤＣ芯片在每个采样时刻输出８个３２ｂｉｔ数据㊂设计使用ＦＩＦＯ作为缓冲区缓存采集数据㊂如图１１所示，从采集板每颗ＡＤＣ芯片对应一个命名为ＦＩＦＯ０的缓冲区，每个缓冲区的读写数据的位宽为２５６ｂｉｔ㊂主采集板建立１２个命名为ＦＩＦＯ１的ＦＩＦＯ缓冲区对传输得到的从采集板采集数据进行缓存，主㊁从采集板之间通过ＳＲＩＯ接口完成ＦＩＦＯ０到ＦＩＦＯ１缓冲区数据传输㊂主㊁从采集板间数据传输设计如图１１所示㊂图１１㊀采集板间数据传输设计２块采集板ＦＰＧＡ之间通信采用５ＧｂｐｓＳＲＩＯ４ｘ进行通信㊂实测ＳＲＩＯ４ｘ接口的传输速率为１．２ＧＢ／ｓ，而从采集板的最大采集数据速率约为９６ＭＢ／ｓ㊂ＳＲＩＯ４ｘ接口传输速率超过从采集板数据采集速率，可以满足采集数据传输的需求㊂３．２㊀采集数据存储为了满足１９２通道同时工作的需求，软件中主采集板一共设计２４个命名为ＦＩＦＯ２的ＦＩＦＯ缓冲区缓存采集数据，通过软件配置使能需要使用的ＦＩＦＯ２㊂主从采集板一起工作时，从采集板的采集数据按照时序通过ＳＲＩＯ接口送到主采集板，主采集板将２块采集板的采集数据整理好并缓存在主采集板的ＤＤＲ３中，当ＤＤＲ３缓存的数据量大于等于１ＭＢ时，上位机开启ＰＣＩｅ的ＤＭＡ读数据通道，读取这１ＭＢ数据后关闭读数据通道，等待ＤＤＲ３缓存数据量再次达到１ＭＢ时重复以上步骤㊂同时上位机将数据连续存入存储板或作进一步处理㊂１９２通道采集数据存储设计如图１２所示㊂图１２㊀采集数据存储设计图１２中，当设备１９２通道全部开启时，系统最大的并行采集速率约为９２ＭＢ／ｓ，而ＤＤＲ３实际的读写速率为１０ＧＢ／ｓ㊂可知，实时采集数据速率远远小于ＤＤＲ３的读写速率，即ＤＤＲ３性能满足系统实时缓存采集数据的要求㊂采用的高性能ＦＰＧＡ芯片ＸＣ７Ｋ４１０Ｔ支持Ｇｅｎ２ＰＣＩｅ４ｘ接口，ＰＣＩｅ４ｘ接口传输速率为２ＧＢ／ｓ，故采用ＰＣＩｅ４ｘ接口传输满足系统最大的并行采集数据速率要求㊂ＰＣＩｅ接口通信有２种模式：采集板与上位机之间数据批量传输采用ＰＣＩｅ的ＤＭＡ通信模式；而对于上位机与采集板之间控制信号的接收和下发，采用ＰＣＩｅ的读写寄存器通信模式㊂４㊀实验信号源为采集板提供输入信号，上位机通过ＰＣＩｅ控制系统采样率并控制处理采集数据，采集板采集的数据通过ＰＣＩｅ保存到存储板，ＵＳＢ从主控板中导出采集数据，在调试ＰＣ利用ＭＡＴＬＡＢ分析采集器的性能㊂用于采集器性能测试的实验系统如图１３所示㊂㊀㊀㊀㊀㊀第２期范威等：多通道采集器的设计４５㊀㊀图１３㊀采集器性能测试实验系统４．１㊀采集功能验证４．１．１㊀采集板数据采集功能测试按图１３搭建实验系统，配置采集器正常采集数据，通过ＦＰＧＡ调试实时采集数据㊂采用Ｖｉｖａｄｏ２０１７．４ＩＬＡ抓取２块采集板ＡＤＣ数据采集时序，其中ｍａｓｔｅｒ＿ｆｌａｇ为１是主９６通道采集板，ｍａｓｔｅｒ＿ｆｌａｇ为０是从９６通道采集板㊂２块采集板的数据采集时序如图１４所示㊂图１４㊀采集板数据采集时序从图１４可以看出主从采集板能够正常采集数据㊂进一步通过比较主从采集板间硬件连接的同步信号，可以发现两板实现了同步采集㊂４．１．２㊀上位机采集测试启动设备，打开如图１５所示的上位机软件㊂图１５中，实测数据记录速率为１９６ＭＢ／ｓ，与１９２通道数据最大并行采集速率一致㊂系统选取了ＡＤＣ的４种抽取工作模式，再结合ＦＰＧＡ控制ＡＤＣ所处的ＰＩＮ模式并选择ＡＤＣ芯片的ＭＣＬＫ频率，能够实现采样率在图１５㊀系统上位机采集测试界面２５６㊁１９２㊁１２８㊁９６㊁６４㊁４８㊁３２㊁２４ＫＳＰＳ之间的任意改变㊂４．２㊀采集精度测试信号源ＳＭＡ１００Ｂ提供输入信号１ｋＨｚ正弦波，任意选择ＡＤＣ芯片ＡＤ７７６８的一个通道，在采样率为２５６ＫＳＰＳ下采集数据，导出数据后得到如图１６所示的信号频谱㊂（ａ）没有加滤波器的频谱（ｂ）加滤波器的频谱图１６㊀ＡＤ７７６８采集获得的频谱图１６中，有效位数（ＥＮＯＢ）和信纳比（ＳＩＮＡＤ，单位ｄＢｃ）的关系由ＥＮＯＢ＝（ＳＩＮＡＤ－１．７６３）／６．０２（ｂｉｔｓ）得到㊂图１６（ａ）为没有加滤波器采集结果，图１６（ｂ）为加滤波器后的结果，所加的滤波器为８阶低通滤波器，其截止频率为８ｋＨｚ㊂由图１６（ａ）和图１６（ｂ）的测试结果对比可知信号源的二次谐波（２ｋＨｚ）性能差，导致ＳＦＤＲ（无杂散动态范围）指标整体偏低㊂ＡＤ７７６８在快速工作模式时，最高采样率为２５６ＫＳＰＳ㊂表１列出了ＡＤ７７６８数据手册针对输入信号１ｋＨｚ正弦波主要的动态性能参数：信噪比（ＳＮＲ）㊁ＳＩＮＡＤ㊁ＳＦＤＲ和总谐波失真（ＴＨＤ）㊂表１㊀ＡＤ７７６８数据手册给定的动态参数采样率／ＫＳＰＳ输入信号／ｋＨｚＳＮＲ／ｄＢＦＳＳＩＮＡＤ／ｄＢｃＳＦＤＲ／ｄＢｃＴＨＤ／ｄＢｃ２５６１ȡ１０６．２ȡ１０９ȡ１０６ɤ－１１３㊀㊀㊀㊀㊀４６㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ．２０２１㊀图１６（ｂ）显示的结果与表１对比，虽然在实验中采用了最大截止频率为８ｋＨｚ的滤波器，但是由于信号源输出的二次谐波性能差，所以导致ＡＤ７７６８中ＳＦＤＲ和ＴＨＤ的测试结果与器件手册给出的参数相比稍差，而其他动态性能指标与手册中给出的参数相当㊂４．３㊀同步性能测试信号源输出１ｋＨｚ正弦波信号，在功分后输入ＡＤＣ完成采样率为２５６ＫＳＰＳ的同步采样㊂同步采集得到的信号波形如图１７所示㊂㊀（ａ）３２通道同步测试波形（ｂ）放大后３２通道同步测试波形图１７㊀采集数据同步波形因测试条件限制，测试１９２通道同步时需切换６次完成所有通道间的同步性能测试㊂以通道１㊁３３㊁６５㊁９７㊁１２９㊁１６１为参考基准，每次进行ＦＦＴ分析，并计算正弦波的相位，可以得到其他３１个通道与参考基准间的通道延迟和角度偏差㊂测试通道间同步性能结果如表２所示㊂表２㊀通道间同步测试结果测试通道通道间最大延迟／ｎｓ通道间最大角度偏差／（ʎ）ｃｈ１－３２１４．１１４１．３０１ｃｈ３３－６４１６．６１５１．５３１ｃｈ６５－９６２２．９４４２．１１５ｃｈ９７－１２８１２．８７２１．１８６ｃｈ１２９－１６０１５．７５４１．４５２ｃｈ１６１－１９２１７．３１１１．５９５㊀㊀表２的实测结果表明，系统通道间同步性能小于２５ｎｓ，满足大部分声呐及语音信号处理要求㊂４．４㊀性能分析表３列出了近年来多通道采集器所采用的主控芯片㊁采集通道数㊁最高采样率和采样精度㊂本文所设计的采集器的采集通道数为１９２个㊁最高采样率为２５６ＫＳＰＳ且采样精度为２４ｂｉｔ，与表３列出的设备比较，该采集器在采集通道数和采样精度上表３㊀已有多通道采集器性能对比表文献主控芯片采集通道数最高采样率／ＫＳＰＳ采样精度／ｂｉｔ［１］ＦＰＧＡ１０８２５０１６［２］ＦＰＧＡ１２８２００１６［３］ＦＰＧＡ１２８２０００１６［４］ＦＰＧＡ１８０６５０００１２［６］ＦＰＧＡ９６１４４２４［７］ＦＰＧＡ６０４００１８有一定的优势，但在采样率方面作了折中处理㊂这是由声呐与语音信号的特点决定的，在大部分场合语音信号对采样率的要求并不高，本文所设计的采集器在通道数㊁采样精度和采样率等方面可以满足声呐与语音信号应用的需求㊂５㊀结束语采用双宽度ＦＭＣ结构，选用高性能ＦＰＧＡ和高精度ＡＤＣ并结合上位机软件控制，设计了一种通用性强的高精度多通道采集器系统㊂测试结果表明，该采集器支持１９２通道并行数据同步采集，通道延迟误差小㊁采样率可配置切换㊁数据吞吐速率和实时性高㊂满足在声呐与语音信号处理中的应用需求㊂对多通道采集器的研究设计与工程实现，具有一定的参考价值和借鉴意义㊂参考文献：［１］㊀阚成良．ＡＵＶ载多波束声呐接收系统硬件平台设计与实现［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工程大学，２０１９．［２］㊀易志强，韩宾，鲜龙，等．旋转环境下基于ＦＰＧＡ的多通道数据采集系统设计［Ｊ］．电子技术应用，２０１９，４５（９）：６０－６４．［３］㊀唐亮，刘晓东，刘治宇．一种通用多通道高频相控发射和采集系统［Ｊ］．声学技术，２０１６，３５（２）：１７４－１７９．［４］㊀杨成，夏伟杰，杨康，等．多波束成像声呐调理采集电路的设计［Ｊ］．电子测量技术，２０１３，３６（１２）：１０８－１１７．［５］㊀杨博，张加宏，李敏，等．基于ＡＲＭ的多通道数据采集系统［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１５（２）：１０４－１０７．［６］㊀张理京．基于９６通道同步数据采集系统的软硬件设计与实现［Ｄ］．西安：西安电子科技大学，２０１４．［７］㊀董卫珍，衡总，张磊磊．基于ＦＰＧＡ的多通道采集传输模块的设计［Ｊ］．电子技术与软件工程，２０１７（１７）：１１７－１１８．［８］㊀韩宾，易志强，江虹，等．一种高精度多通道实时数据采集系统设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（９）：４２－４５．作者简介：范威（１９９２ ），硕士研究生，主要研究领域为数字信号处理实现㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓ１７０３０８１００１＠ｃｊｌｕ．ｅｄｕ．ｃｎ通信作者：楼喜中（１９７６ ），副教授，博士，主要研究领域为无线定位㊁ＭＥＭＳ传感器导航定位㊁多天线技术㊁信道编码㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｏｕ９９９＠ｃｊｌｕ．ｅｄｕ．ｃｎ（上接第３５页）［１０］㊀ＺＨＡＯＣ，ＷＯＯＤＧＳ，ＸＩＥＪ，ｅｔａｌ．Ａｆｏｒｃｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｒｅｅｗｅａｋｌｙｃｏｕｐｌｅｄｒｅｓｏｎａｔｏｒｓｗｉｔｈｕｌｔｒａｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓ＆ＡｃｔｕａｔｏｒｓＡＰｈｙｓｉｃａｌ，２０１５，２３２：１５１－１６２．作者简介：修日（１９９４ ），硕士研究生，主要研究方向是基于模态局域化的微型电场传感器㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｉｕｒｉ＠ｍａｉｌ．ｕｓｔｃ．ｅｄｕ．ｃｎ杨鹏飞（１９８６ ），讲师，博士，主要研究方向是微传感器与微系统㊁新型电学量传感器㊁低频电场探测㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｙａｎｇ３３０６５０５９１＠１２６．ｃｏｍ。
基于FPGA的多通道数据采集与多速率发送系统设计
0 引言科学技术的蓬勃发展,数据采集系统已广泛应用于各个领域,航天、军事、医疗、工业等尤其是在高精度产品的检测和监控项目中发挥着重要作用。
与单片机、ARM相比,FPGA具有内部资源丰富、并行处理能力强、稳定性好、可重配置等优良特点,特适合用于数据采集系统设计。
本设计以FPGA芯片作为核心控制器件,实现8通道12位分辨率的A/D数据采集与速率可改变的串口发送系统。
为方便在AC620开发板上进行测试,将本系统的采样率设计为6.25MHz,发送速率为1200、2400、9600、19200、115200等,利用RS232串口将数据发送到PC端。
与传统的数据采集系统相比,本设计将数据采集系统与数据发送系统相结合,同时发送速率可变,实现了数据采集与发送的一体化。
1 系统设计1.1 系统总体电路设计如图1所示为本系统设计模块图,该系统由按键消抖、控制A/D采样、数据采样、数据存储、控制数据发送、串口发送等六个模块组成。
当控制A/D采样模块检测到按键按下,立即产生使能信号启动A/D数据采样模块进行100次的数据采样,因A/D采样的速率与串口发送速率不匹配,为保证数据不丢失,设计将采样数据暂存FIFO 存储器中,当控制数据发送模块检测到FIFO中有数据时便启动串口发送数据,一直到FIFO中全部数据发送完为止。
1.2 按键消抖模块设计物理按键存在一个反作用弹簧,因此当按键按下或者松开时均会产生额外的物理抖动,物理抖动会产生电平的抖动,抖动的次数与时间间隔不可预期。
当控制A/D采样模块检测到按键按下时就会启动A/D数据采样模块进行工作,不断启动数据采集与发送,与设计相悖,因此需要滤除抖动。
一般情况下,抖动的时间会持续20ms左右,本设计通过软件方式编写状态机进行处理,产生一个按键按下标志信号Key_Flag,当系统检查到按键真正按下,拉高Key_Flag,控制系统开始数据采样。
1.3 A/D数据采样模块设计收稿日期:2019-11-15*基金项目:四川省教育厅人才质量重点项目(JG2018-691);校科研创新团队及英才科研基金项目(CXTD2017-8、17YC055)。
高速多通道数据采集传输系统的设计
高速多通道数据采集传输系统的设计*赵忠凯，尹达，刘海朝【摘要】摘要：设计了一种基于FPGA与DSP的高速多通道实时数据采集传输系统。
该系统通过FPGA实现对时钟、ADC、DSP等芯片的功能配置，采集数据由FPGA预处理后通过EMIF接口传送至DSP，并完成后续的复杂信号处理。
该系统最高数据采集速率可达500 MSPS，FPGA与DSP之间可实现高速率的数据传输。
实际测试结果表明，该系统实现了多通道数据的实时同步采集、传输与处理，数据采集达到较高性能，能够满足当前复杂电磁环境下精确制导雷达数据处理分析的需求。
【期刊名称】火力与指挥控制【年(卷),期】2015(000)012【总页数】5【关键词】多通道，高速数据采集，EMIF，FPGA&DSP0 引言当前电磁信号环境越来越复杂，电磁信号密度已达到百万量级［1］，这就要求雷达信号识别处理系统必须具备快速、准确识别威胁的能力，能够为之后作战提供及时可靠的信息。
随着一些新算法的出现，信号处理复杂度越来越高，动态范围也要求越来越大，信号的通道数也越来越多，因此，多通道信号的采集处理已成为当前雷达数字接收机的发展趋势。
传统的信号采集和传输方法已不能完全满足当前复杂电磁威胁环境下信号处理机对处理数据的要求［2］，必须应用更精确更高速的采集系统，保证电子战环境中的主动权，所以对雷达信号高速多通道采集传输系统的研究具有重大且深远的意义。
FPGA具有强大的数据并行处理能力，能够满足高速ADC的数据处理要求，非常适合作为本系统的逻辑控制核心。
高性能多核DSP的高速运算能力使其适合选作复杂算法的主处理芯片［3］。
1 系统总体方案雷达信号高速多通道数据采集传输系统总体框图如图1所示。
设计中所选用的ADC芯片数据转换速率最高可达500 MSPS。
FPGA芯片选择Altera公司Stratix III系列的EP3SL200F1152C2，DSP芯片选择TI公司的TMS320C6678。
NI - 构建大型多通道数据采集与分析应用的考虑要素
多机箱同步
两种方式
基于信号 基于时间
通过物理连线共享时钟和触发信号 通过IEEE 1588, GPS, IRIG-B等协议共享时间基准 基于基准生成事件, 触发和时钟
基于信号的多机箱同步
利用同步触发模块实现同步
例：多通道测力系统 • 利用NI PXIe-6674T实现同步 • 相对精度要求：<0.05%
扭矩
力传感器
扭矩压力 传感器 涡轮流量计 涡轮流量计 转速传感器
发动机燃油流量 加力燃油流量 发动机转速
不同传感器所需要的信号调理类型
滤波
应变
放大
激励
校准
温度补偿
隔离
冷端补偿
压力
热电偶
加速度
多种基于PXI平台信号采集模块
• 集成信号调理, 针对各种传感器均有对应合适的模块 • 高精度，高通道密度
• 在系统定时槽位插入定时专用板卡, 用更高精度的板载时钟 取代背板时钟
– 板载TCXO, OCXO时钟, 精度达50ppb – 例: NI PXI-6653, NI PXIe-6674T等
NI PXI-6651 NI PXI-6652 NI PXI-6653 NI PXIe-6672 NI PXIe-6674T
传感器形式
传感器 热电偶 传感器
总压力
静压力 流量 压力 总压力 静压力 压气机出口 总温度 速度 方向 总压力 涡轮进口 静压力 总温度
传感器
传感器 流量管 传感器 传感器 传感器 热电偶 传感器 传感器 传感器 传感器 热电偶
喷口
静压力
总温度
基于AD7609的高精度数据采集系统
2023年 / 第9期 物联网技术710 引 言作为一种将模拟量转化为数字量的手段，数据采集在自动控制、自动检测、电子测量等自动化、智能化系统中被广泛应用，它是基于计算机实现不同工作过程的基础[1]。
在目前的发展阶段，各个产业的发展都涉及到大量的数据处理，新的发展要求不能仅仅依靠传统的数据采集系统来满足，还要将先进的数据采集设备和技术运用到实际工作中，这对于优化数据采集结果、提高工作效率、促进行业更好地发展等众多方面都具有重要意义[2]。
韩宾等人[3]设计了以FPGA 和STM32架构为数据处理和控制核心的数据采集系统，实现了16路高精度数据的实时处理和采集功能，采样频率可调，满足了精密产品所需的多通道、高精度和实时数据采集功能。
但是使用FPGA 控制模块的成本过高，不能满足更多的使用场景。
寇剑菊等人[4]设计了基于AT89S52和AD7865构成的四通道并行数据采集系统，但是AD7865是14位四路采集芯片，其精度和通道数量都有所限制，所以适用范围较小。
徐国明等人[5]利用AD7606设计了一种数字多功能表，信号采集部分使用了高性能ADC ，为了保证整个测量段的数据精度，电流线路使用了有源补偿方式，确保系统能够以最高30 MHz 的时钟速率工作。
司云朴等人[6]使用STM32配合AD7609芯片设计了组合称重装置，AD7609的8个通道可以同时采样，且均使用差分输入，每个通道的采样速率为 20 KSPS 。
整个系统运行速度快、精度高。
常见的数据采集系统大多以DSP 或者FPGA 配合12位的AD 芯片进行数据采集，已经可以满足大多数行业的使用，对于一些要求速度高、精度高的行业，常见的采集系统显然不能满足其要求[7]。
本文设计了一种以STM32F407ZET6和AD7609为核心，包含8个18位采集通道的数据采集系统，在配备电池模块和存储模块的同时，将控制部分和采集部分采用模块化设计，让用户轻松离线使用，不用固定电源，丰富使用场景。
基于DSP的高速多通道同步数据采集系统
基于DSP的高速多通道同步数据采集系统摘要：本文介绍了一种基于DSP的高速多通道同步数据采集系统。
该系统采用高精度的ADC和FPGA作为数据采集和处理的核心部件，通过DMA传输实现了多通道同步数据采集，并可以通过网络接口将采集的数据实时传输到上位机。
实验结果表明，该系统具有高精度、高速率和高可靠性等优点，可以满足对多通道同步数据采集的高要求。
关键词：DSP；高速多通道；同步数据采集；DMA传输；网络接口1. 引言在科学研究、医学诊断、工业控制等领域中，对数据采集系统的要求越来越高。
随着科学技术的不断发展，现代数据采集系统的要求也变得越来越高。
要求数据采集速度快、采集精度高、可靠性强、系统稳定性好。
因此，如何设计一种高速、高精度、高可靠性的多通道同步数据采集系统成为研究的热点之一。
2. 系统框架基于上述需求，本文设计了一种基于DSP的高速多通道同步数据采集系统。
该系统的部件结构如下图所示：其中，ADC为数据采集部分，FPGA为数据处理部分，DSP为数据管理和传输部分。
3. 数据采集部分数据采集部分采用高精度的ADC为核心部件。
该ADC采用的是16位的Sigma-Delta型ADC，采样率可达到100kSPS，可以满足多通道高速同步采集的要求。
为了实现多通道同步采集，采集部分还需要将多个通道的信号进行采集，并进行同步处理。
实现该功能需要向FPGA发送同步信号。
为了避免信号在传输过程中的延迟造成的误差，我们使用了双向同步FIFO，并设置了一些额外的同步逻辑来确保采集的信号可以达到很高的同步精度。
4. 数据处理部分数据处理部分采用FPGA作为核心部件。
该FPGA可以对采集到的数据进行在线实时处理。
在此过程中，FPGA实现了信号滤波、频率分析、功率谱分析、时域分析等多种功能。
这些功能可以满足不同领域的数据处理要求。
5. 数据管理和传输部分数据管理和传输部分采用DSP作为核心部件。
DSP主要负责管理数据的存储和传输。
基于FPGA多通道数据采集系统设计
关 键 词 ： 数 据 采 集 ； Ｆ Ｐ Ｇ Ａ； Ｃ Ｓ５１０１Ａ； 标 定 ； 延 时 寄 存 器
中 图 分 类 号 ： Ｔ Ｎ７９
文献标识码：Ｂ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ａ ｍｕｌｔｉ － ｃｈａｎｎｅｌ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ＥＰ１Ｋ１００ ｓｅｒｉａｌｓ ＦＰＧＡ ａｎｄ ＣＳ５１０１Ａ Ａ／Ｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．
您的论文得到两院院士关注 文章编号：１００８－ ０５７０（２００７）０２－ ２－ ０１９９－ ０３
Ｐ ＬＤ ＣＰ ＬＤ ＦＰ ＧＡ 应 用
基于 ＦＰＧＡ 多通道数据采集系统设计
Ｄｅ ｓ ｉｇ ｎ ｏ ｆ Ｄａ ｔａ Ａｃｑ ｕ ｉｓ ｉｔｉｏ ｎ Ｓ ｙｓ ｔｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＰＧＡ
技 系统的精度主要取决于信号的输入路径， 即必须考虑到板卡上
的元器件工作情况和线路上信号传输对实际转换精度的影响，
术 因此实现采集通道的标定对于整个采集系统有重要的意义。每
一组模拟输入信号均要经多路开关， 到一个前置放大电路， 再
创 进入 ＡＤＣ 中。该信号路径即为待标定的通道。当多路开关通道
之间的匹配较好时， 一路通道一次即可标定该组多路开关的所
《 Ｐ ＬＣ 技术应用 ２００ 例》
邮局订阅号： ８２－９４６ ３６０ 元 ／ 年 － １９９ －
Ｐ ＬＤ ＣＰ ＬＤ ＦＰ ＧＡ 应 用
中 文 核 心 期 刊《 微 计 算 机 信 息 》（ 嵌 入 式 与 Ｓ ＯＣ ）２００７ 年 第 ２３ 卷 第 ２－２ 期
入端 。该 采集 系 统 使用 ３ 片 ＣＳ５１０１Ａ， 分 别对 应 ３ 个 采 集 子 单 元， 至 多 可 满足 ４８ 路 输 入通 道 的 要求 。在 一 个采 样 周 期内 ， 选 择 哪 路 差 分 模 拟 信 号 进 行 Ａ／Ｄ 转 换 由 采 集 控 制 ＦＰＧＡ 通 过 控 制 每 片 ＡＤＧ４０７ 的 地 址 选 择 端 和 每 片 ＣＳ５１０１Ａ 的 通 道 选 择 端 实现。电路及 ＦＰＧＡ 结构框图见图 ２ 所示。
基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统
基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统高分辨率多通道数据采集系统是一种基于单片机的数据采集系统，用于采集多个通道的高分辨率数据。
该系统可以应用于许多领域，如科学研究、医学监测、工业控制等。
系统由单片机、模拟信号输入模块、数据处理模块和数据存储模块等组成。
模拟信号输入模块负责将外部信号转换为数字信号，通常使用模数转换器（ADC）来完成这个过程。
数据处理模块负责对采集的数据进行处理和分析，可以进行滤波、平均、峰值检测等操作。
数据存储模块负责将处理后的数据保存到存储器中，可以选择使用闪存、SD卡等存储媒介。
在设计过程中，需要注意的几个关键问题。
首先是信号采集的精度和分辨率，这取决于ADC的位数和参考电压。
通常情况下，位数越高，分辨率越高，精度越高。
其次是采样率，它表示每秒采样的次数。
较高的采样率可以捕捉到更多细节信息，但会增加数据量。
然后是输入电路的设计，要保证输入信号的稳定性和抗干扰能力。
最后是数据处理和存储的算法设计，要根据具体应用需求选择合适的算法。
高分辨率多通道数据采集系统的应用非常广泛。
在科学研究领域，可以用于气象观测、地震监测等；在医学领域，可以用于心电图、血压监测等；在工业控制领域，可以用于传感器信号采集、生产过程监测等。
这些应用都需要高分辨率和多通道的数据采集系统来实现对复杂信号的准确采集和分析。
基于单片机的高分辨率多通道数据采集系统是一种实现对多个通道高分辨率数据采集的重要工具。
它可以应用于许多领域，帮助人们获取准确的数据，并进行进一步的分析和应用。
随着科技的不断进步，数据采集系统的性能和功能也会不断提高，为各行各业的发展提供有力的支持。
电子测量技术发展趋势
电子测量技术发展趋势电子测量技术是指使用电子设备对各种物理量进行测量和测试的方法。
随着科技的不断发展，电子测量技术在许多领域都得到了广泛的应用。
未来的电子测量技术的发展趋势将朝着以下几个方向发展：1.智能化和自动化智能化和自动化是电子测量技术未来的重要发展方向。
智能化测量设备能够通过程序自动化进行测量，减少人力物力的投入，提高测量效率和精度。
同时，智能化测量设备还具备自我校准和自我修复功能，能够更好地适应各种复杂环境，提高设备的可靠性和稳定性。
2.高速度、高频率、高精度随着科技的不断发展，电子测量技术需要具备更高的速度、频率和精度。
例如，高速数字信号处理技术可以实现对信号的实时捕捉和处理，提高了测量速度和精度。
此外，随着微波、毫米波和太赫兹等高频技术的不断发展，电子测量技术也需要向高频领域拓展，以适应更多的应用需求。
3.宽频带、宽动态范围随着信号的频率和带宽不断增加，电子测量设备需要具备更宽的频带和更大的动态范围。
宽频带可以实现对信号的完整记录和测试，提高测试精度；而宽动态范围则可以实现对信号的弱小信号和高幅度信号的同时测量，提高设备的适应能力。
4.多功能、多参数、多通道未来的电子测量设备需要具备多功能、多参数、多通道的特点。
多功能可以实现对多种物理量的测量和测试；多参数则可以实现对多个参数的同时测量和测试，提高设备的测试效率；多通道则可以实现多个通道的同时测量和测试，提高设备的测试能力。
5.集成化、模块化、小型化随着电子技术的不断发展，电子测量设备需要向集成化、模块化、小型化的方向发展。
集成化和模块化可以提高设备的可靠性和稳定性，减小设备的体积和重量；小型化则可以方便设备的携带和操作，提高设备的灵活性和便利性。
6.人工智能与大数据分析人工智能和大数据分析将会成为未来电子测量技术的重要发展趋势。
通过人工智能技术，可以对大量的测试数据进行深度分析和挖掘，提取出更多有价值的信息。
而通过大数据分析技术，可以对大量的测试数据进行实时分析和处理，实现对信号特征的自动分类和识别。
高速多通道γ射线工业CT数据采集系统
工 业 Ｃ ＩＴ 技 术 是 计 算 机 、 Ｔ（Ｃ ） 自动 控 制 、 光 学 、 电子 学及 图像 技术 等 多 门技 术结 合 在 核
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通道 ｌ 通道２ 探 测 器 Ｆ 数据
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持。
１ 数 据采集系统硬 件设计
由于系统是针对 ＾射线源的工业 ｃ ， ｙ Ｔ 而 射线 剂 量很 小 ， 集难 度 大 ， 采 因此探 测部 分采 用
的 是 有信 号 放 大功 能 的光 电倍 增 管 ， 配置 高 压
收稿 日期 ：０ １— １ ７ ２ １ ０ 一ｌ 基 金 项 目：重 庆 市 自 然 科 学 基 金 项 目 （ Ｓ Ｃ ＣＴ
第３ １卷
２１ 年 ０１
第 ７期
７月
核 电子 学与探 测 技 术
pxie4080原理
PXIe-4080原理1. PXIe-4080概述- 定义与用途：PXIe-4080是一种高性能的数字多用途I/O模块，属于PXI Express（PXIe）标准的一部分。
其主要用途是在自动测试设备（ATE）和数据采集系统中进行精密测量和控制。
- 适用领域：PXIe-4080广泛应用于科学研究、工程实验、生产测试等领域。
其高精度、高速度、多通道的特性使其成为电子测量领域的重要组成部分。
- PXI Express标准：PXI Express是一种高性能的开放式模块化测试和测量平台标准，PXIe-4080符合PXI Express标准，提供了更高的带宽和更快的数据传输速度。
2. PXIe-4080的硬件架构- 模数转换器（ADC）：PXIe-4080的核心是其高性能的模数转换器。
它采用了先进的ADC技术，实现对输入信号的精确数字化，保证了测量的准确性。
- 输入通道：PXIe-4080通常具有多个输入通道，每个通道都能独立地采集数据。
这使得同时测量多个信号成为可能，提高了测试效率。
- 时钟和同步：为了确保高精度测量，PXIe-4080配备了精密的时钟和同步系统。
这有助于实现多模块的同步操作，使得系统在高负载情况下依然能够保持高性能。
3. PXIe-4080的工作原理- 输入信号采集：当输入信号进入PXIe-4080时，模数转换器将其转换为数字信号。
这个过程包括采样和量化，确保了对输入信号的高精度测量。
- 数据处理与存储：转换后的数字信号经过数据处理单元，可以进行各种数学运算和滤波操作。
随后，数据可以存储在内部缓存或通过高速数据总线传输至主机。
- 触发机制：PXIe-4080通常配备强大的触发机制，可以根据特定的条件触发数据采集。
这使得用户能够选择在何时以何种条件进行测量，提高了灵活性。
4. PXIe-4080的软件支持- 驱动程序与API：为了充分发挥PXIe-4080的功能，它通常提供了相应的驱动程序和应用程序接口（API）。
多通道模块和残差模块
多通道模块和残差模块摘要：一、多通道模块概述1.定义及作用2.主要特点二、残差模块简介1.定义及作用2.主要特点三、多通道模块与残差模块的结合1.优势2.应用场景四、实战案例解析1.案例介绍2.解决方案3.效果分析五、总结与展望1.技术发展趋势2.潜在挑战与应对策略正文：一、多通道模块概述多通道模块，顾名思义，是指具备多个通道的模块，广泛应用于各类电子设备中。
其主要作用在于实现信号的传输、处理和分析。
多通道模块具有以下几个主要特点：1.高集成度：多通道模块将多个通道功能集成在一个模块中，降低了系统的复杂度，提高了设备的可靠性和稳定性。
2.高速度：多通道模块具备较高的数据传输速率，能够满足实时信号处理的需求。
3.低噪声：多通道模块具有较低的噪声，保证了信号的纯净度和准确性。
4.易于扩展：多通道模块的设计便于扩展，可以根据需求增加或删除通道。
二、残差模块简介残差模块是一种特殊的模块，主要应用于神经网络中。
其目的是在学习过程中消除数据之间的残差，提高模型的泛化能力。
残差模块具有以下几个主要特点：1.结构简单：残差模块采用简单的结构，易于实现和优化。
2.学习能力强：残差模块可以有效地学习数据之间的残差信息，提高模型的表达能力。
3.泛化性能好：残差模块具有较强的泛化性能，适用于各种复杂场景。
4.鲁棒性：残差模块具有较强的鲁棒性，能够应对数据中的噪声和异常值。
三、多通道模块与残差模块的结合多通道模块与残差模块的结合，可以充分发挥两者的优势，实现更高效、准确的信号处理和分析。
具体体现在以下几点：1.提高处理速度：多通道模块的高速特性保证了信号处理的实时性，而残差模块的学习能力则可以对多通道模块的输出进行进一步优化。
2.增强模型泛化能力：多通道模块可以捕捉到数据中的多种特征，残差模块则可以消除数据之间的残差，使得模型具备更强的泛化能力。
3.降低噪声影响：多通道模块的低噪声特性保证了信号的纯净度，残差模块则可以应对数据中的异常值和噪声，提高模型的鲁棒性。
AXIe 高速数字化仪(M9710A)
比以往更深入和敏锐的洞察引言M9710A 是一款 10 位 AXIe 高速数字化仪，具有 4 个同步通道，以及高达 10 GS/s 的采样率和 2.5 GHz 带宽，因此成为尖端物理实验和航空航天与国防领域中多通道应用的理想选择。
产品描述M9710A 是一款独特的单插槽 10 位高速数字化仪，能够以 5 GS/s 或 10 GS/s 的采样率捕获直流至 2.5 GHz 的信号。
它在单一插卡中的 4 个相位相干通道上提供优异的测量精度和高动态范围。
优化响应支持几百皮秒的脉冲分析。
交织采样选件可使两个 5 GS/s 通道合并起来，在 2 个通道上提供 10 GS/s 的采样率，以保证出色的测量保真度。
M9710A 高速 DAQ 还提供了高达 8 GB 的深采集存储器，并配有Virtex-6 FPGA 提供实时数据处理能力。
M9710A 高速数字化仪还可以与是德科技 89600 VSA 软件和AcqirisMAQS 软件结合使用，以实施先进的多通道信号分析。
如欲了解其他固化软件选件的信息，请与是德科技联系：digitizers@应用–先进科研实验–流体力学实验–多通道实验产品特性–2 通道在 10 位分辨率下，采样率高达 10 GS/s（启用交织采样模式）–4 通道在 10 位分辨率下，每通道同时采样率高达 5 GS/s–直流至 2.5 GHz 带宽–50 Ω输入阻抗，直流耦合–可选择 250 mV 或 1 V 满量程（FSR）–15 ps RMS 触发时间插补器（TTI）精度–低噪声密度和低失真–优化频率响应平坦度–板上存储器高达 8 GB DDR3（1.6 MSa/通道）–PCI Express 2.0 四通道（x4）背板支持高达 1.4 GB/s 持续数据吞吐量为客户提供高价值产品–快速 AXIe 10 位数字化仪–捕获宽带宽信号–宽动态范围采集可提高测量保真度–精确的测量–大容量板上存储器–很高的数字化数据吞吐量–软件支持包括多个可编程接口，可以与现有环境轻松集成–缩短开发时间，加快上市速度硬件平台产品概述M9710A 是一款模块化 AXIe 10 位数字化仪，其特性可根据应用要求进行扩展。
多通道自适应智能数据终端 XKDC611 使用说明书
多通道自适应智能数据终端XKDC611使用说明书文件版本号：V1.10日期：2023-01-17目录1. 产品概述 (5)1.1. 产品简介 (5)1.2. 技术参数 (6)2. 外观尺寸及接口 (7)2.1. 外观图 (7)2.2. 产品尺寸 (8)2.3. 端子接线说明示意图 (8)2.4. 接口说明示意图 (9)2.5. 指示灯 (10)3. 产品主要功能 (11)3.1. 采用多通道 (11)3.2. 自适应功能 (11)3.3. 自组网 (11)3.4. 4G全网通 (12)3.5. 实现全覆盖 (12)3.6. 自对时功能 (12)3.7. 模块化设计 (12)3.8. 数据采集与保存 (12)3.9. 远程设置 (12)3.10. 多种程序升级方式 (12)3.11. 密码保护，安全可靠 (12)3.12. 支持定制 (12)4. 菜单操作说明 (13)4.1. 菜单界面 (13)4.2. 菜单功能介绍 (14)4.2.1. 终端档案 (14)4.2.2. 现场维护 (25)4.2.3. 高级设置 (32)4.2.4. 高级应用 (40)5. 快速操作说明 (41)5.1. 抄表 (41)5.2. 设置终端路径 (42)5.3. 软件升级 (42)5.4. 建立表档案 (43)5.5. LoRa组网 (44)5.5.1. LoRa组网描述 (44)5.5.2. LoRa组网直连方式举例 (45)5.5.3. LoRa组网中继方式举例 (48)6. 安装、调试 (50)6.1. 安装智能数据终端 (50)6.2. M-BUS通信线接 (50)7. 安全注意事项 (51)8. 产品常见问题 (51)8.1. 上电后智能数据终端不能运行 (51)8.2. 不能与表计通信 (51)8.3. 不能与主站通信 (51)9. 运输贮存 (52)10. 制造商信息 (52)1.产品概述1.1.产品简介多通道自适应智能数据终端XKDC611（简称：智能数据终端）是旋坤科技自主研发的新一代MBUS仪表数据采集终端。
EM9118--多路并行、高速高位、数据采集模块
EM9118是一款多路并行、高速高位、数据采集模块EM9118数据采集模块是一款多功能、高性能的数据采集产品。
CPU中央处理器采用ARM9核心板，内植入了嵌入式实时操作系统linux，产品设计选用了新一代高速、高分辫率、高性能集成电路芯片，现场可编程门阵列FPGA的使用，使EM9118数据采集模块发挥出了强大的功效。
★EM9118数据采集模块，具有多种总线接口可选用以太网数据采集模块接口：网络接口支持标准的TCP协议和Modbus / TCP协议，便于PLC 与组态软件操控；IP地址、网关、子网掩码、端口号均可设置；具有8MB（可扩展）缓冲区，可实现数据的主动上传、自动重发；网络接口可以将所采集的数据传输到局域网或公网，实现全球范围的数据采集与控制。
基于Internet网络技术的公网数据采集与设备升级使用OpenVPN ＋公网云服务器方式。
既可以使用公网独立IP访问设备（方便性），也可以在公网范围内构建虚拟局域网来访问设备（安全性）。
使用公网独立IP时，在全球任何地方，只要能够连接到Internet网络上，不需要安装任何专业软件，就可以获取对应EM9118数据采集模块的采集数据。
使用虚拟局域网技术时，需要在客户端安装专用软件，就可以将客户端和对应EM9118数据采集模块构建到同一个虚拟局域网中，等同于使用Internet的网络资源来实现专有访问，Internet上的其他计算机都无法看到EM9118数据采集模块。
这适用于安全性较高的场合。
可以通过Web浏览器从公司的服务器上下载最新的系统文件，自动更新EM9118数据采集模块的软件。
为设备的软件升级提供极大的便利。
USB数据采集模块接口；USB接口采用USB2.0标准高速接口，其优势为可带电插拨、无需外供电、方便携带，可完成高速高精度的数据采集与控制。
无线网络数据采集模块接口（Wi-Fi）：主机可以通过无线网卡长时间的操控EM9118数据采集模块，不会出现断网情况，满足了不同用户，特定环境下的使用，方便其与更多外设连接，如手机等无线通信设备。
多通道信号采样和数据传输的一种实现方法
多通道信号采样和数据传输的一种实现方法姚建琦【摘要】现今数字信号处理飞速发展,多通道信号采样和数据传输技术成为数字信号处理的重要环节.串行数据传输是一种连接信号线少、传输速率高、实现简单的数据传输技术;差分技术可以消除信号线上的干扰,保证了数据传输的可靠性;TigerSHARC DSP的链路口也为多通道数据传输提供了途径.基于以上几种技术介绍一种比较简单而高速的方法来解决多通道信号采样和数据传输.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)003【总页数】2页(P159-160)【关键词】多通道;采样;数据传输;DSP【作者】姚建琦【作者单位】中国电子科技集团公司,第20研究所,陕西,西安,710068【正文语种】中文【中图分类】TP9191 引言随着信号处理技术的不断发展，DSP的处理能力越来越强大，可以对多个通道数据进行处理，对多个通道进行信号采样和数据传输成为数字信号处理的瓶颈。
这里介绍一种基于FPGA和A/D芯片串行数据传输功能来解决多通道信号采样和数据传输的方法，这种方法简单且便于实现，由于采用串行传输减少了数据线，故可以实现对更多通道进行信号采样和数据传输。
A/D采样的芯片采用AD7674，AD7674支持串行数据传输模式，可以将采样的数据以串行方式传送出来，再利用FPGA将串行数据转换为并行数据，写入一个大容量的缓存器中，最后通过FPGA内嵌入的链路口模块将数据传送给DSP进行处理。
2 多通道的A/D采样考虑到多通道采样，采样的数据如果采用并行方式，那么数据线的数量将十分庞大。
假设每个通道的数据为16位，有8个通道，那么数据线将有128根，数据传输的可靠性将大大降低，设备量大大提高。
故我们采用了采样数据串行传输的方式来取代传统的数据并行传输方式，以保证更高的传输率、更高的可靠性、更简单的实现手段。
AD7674是一种18位A/D转换器，支持两种工作模式，一种是传统的并行数据输出模式，另一种是串行数据输出模式，后一种工作模式为我们采用串行数据传输提供了方便。
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多通道模块化高速通信数据采集与分析平台
1.设备技术参数：
多通道模块化高速通信数据采集与分析平台，可同时采集多路高速模拟信号并进行FPGA实时在线并行处理，可与软件无线电平台进行交联，借助PXI 高带宽低延迟的特性以及开放的FPGA架构，以及扩展的高稳定时钟模块，完成更加复杂的通信系统数据采集与分析任务。
1)高速信号采集：
a.通道数：2端口
b.采样率:80MS/s
c.ADC位数:14位
d.软件可选曾益：0dB，6dB,12dB
e.硬件滤波器:可选择的椭圆、贝塞尔和旁通硬件滤波器
f.总谐波失真：-89.5dBc(9.7MHz,12dB Gain)
g.无杂散动态范围:-91dBc(9.7MHz,12dB Gain)
2)实时信号分析模块:
a.板载Kintex-7XC7K410T FAPGA芯片，2GB板载内存
b. 3.2GB/s带宽
c.前端包含132条单端I/O线，可配置为66组差分线对
d.支持点对点传输，实现FPGA模块之间，或PXIe模块之间实现直接的高速
数据传输
3)系统高精度时钟源：
a.OCXO PXI时钟模块，时钟精度±80ppb
b.可用于生成时钟和触发信号，并路由到PXI机箱的背板
c.可利用PXI Express的高级低电压差分信令(LVDS)触发总线：PXIe‑DStarA、
PXIe‑DStarB和PXIe‑DStarC
d.可生成两种类型的时钟：信号基于板载精密控温晶体振荡器(OCXO)参考时
钟的高稳定10MHz时钟；和直接数字合成(DDS)时钟生成电路生成的时钟
e.生成时钟频率范围:0.2794Hz~1GHz
4)系统扩展接口：
a.两个MXI Express接口,可用于扩展软件无线电外设或PXI机箱,传输带
宽:1GB/s
b.不少于三个扩展槽位，用于未来扩展更高密度采集通道以及运算单元
5)嵌入式处理器:
a.Intel Xeon系列8核控制器
b.4*USB2.0接口，2*USB3.0接口
c.16GB运行内存
d.支持Real-Time OS系统
e.24GB/s系统带宽
f.支持图形化语言开发上位机与FPGA程序
6）系统软件：
a.多通道信号采集存储程序。
可调整采样率，存储时间，显示时域，频域波形。
开放上位机与FPGA源代码。
包含FFT,DDC,滤波等FPGA IP函数
2.技术及售后服务
1)供应商需要提供厂家针对本项目出具的授权文件原件、售后服务声明。
设备制造商或代理商具有全国范围的院校合作计划。
2)保修及维修：设备制造商或代理商具有本地技术服务支持，在国内设有服务和维修中心；设备验收合格后保修1年，终身维修。
3)培训：安装同时现场培训，掌握基本操作；免费6人次参加进阶培训。
高性能小型化集成软件无线电系统
1.设备技术参数：
高性能小型化集成软件无线电系统，具有高性能嵌入式商用CPU与板载FPGA 芯片，具有GPS驯服的时钟，可覆盖6GHz以下频段，支持多发多收。
系统软件支持802.11应用架构，根据IEEE802.11无线标准搭建，提供立即可用、方便修改的实时OFDM物理层和MAC层参考设计，并具有兼容其它标准（如LTE）SDR架构的扩展能力。
可作为开发起点，为研究全新的算法和架构，改良现有技术和标准提供便捷的实验方式。
同时，通过配置扩展的高速光接口模块，可实现将大数据量的数据进行高速远距离无损传输。
1)基带组件：
a.ADC位数:14;DAC位数:16
b.ADC SFDR:88dB;DAC SFDR:80Db
c.最大IQ采样率:200MS/s
2)射频组件：
发射机：
a.通道数:2
b.频率范围:10MHz~6GHz
c.频率步进:<1k Hz
d.最大发送功率:7dBm~20dBm
e.曾益范围:0~31.5dB
f.曾益步长:0.5dB
g.最大实时带宽:160MHz
接收机：
h.通道数:2
i.频率范围:10MHz~6GHz
j.频率步进:<1k Hz
k.曾益范围:0~37.5dB
l.曾益步长:0.5dB
m.噪声系数:5dB~7dB
n.最大实时带宽:160MHz
3)时钟精度：
a.OCXO:25ppb
b.OCXO(锁相到GPS):5ppb
4)扩展接口：
B3.0:2
b.1G/10G Ethernet:2
c.PCIe:PCIe Gen2x4
d.SFP+:四发四收，支持光缆，电缆
e.SFP+速度:500Mbps~8Gbps,9.8Gbps~10.3125Gbps
5)板载处理器：
a.CPU：Intel Core i7
b.RAM:SO-DIMM DDR416GB
c.FPGA协处理器:Kintex-7XC7K410T
d.DRAM：1GB
6）系统软件：
a.提供基于图形化语言开发的802.11应用架构，符合IEEE802.11无线标准。
包含物理层与MAC层，代码可修改
b.框架代码最终运行在Xilinx Kintex-7FPGA平台与intel x64通用处理器
c.802.11应用架构提供了下列PHY发射机功能：
加密
卷积编码和位交织
导频序列生成
BPSK/QAM星座映射器
信号字段生成
通过IFFT生成OFDM码元
循环前缀(CP)插入
前导码字段补充
d.为接收机端提供了特定函数对应的补充功能：
数据包检测
时间和频率同步
自动增益控制
信号字段检测
循环前缀去除
通过FFT解调OFDM码元
信道估算和迫零均衡
BPSK/QAM解调
基于维特比译码器的卷积译码（包括分选）
2.技术及售后服务
1)供应商需要提供厂家针对本项目出具的授权文件原件、售后服务声明。
设备制造商或代理商具有全国范围的院校合作计划。
2)保修及维修：设备制造商或代理商具有本地技术服务支持，在国内设有服务和维修中心；设备验收合格后保修1年，终身维修。
3)培训：安装同时现场培训，掌握基本操作；免费6人次参加进阶培训。