一种基于DSP和FPGA的多通道数据采集系统的设计

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基于FPGA+DSP的多通道数据采集系统设计

Ｑａｕ８０ａｄＣＳ２ｐｏｅｔａｔｅｄｓｎｏｅｓｓｍｉｆａｉｅｕｒｓＩ．ｎＣｒｖｔｈｅｉｆｙｔｓｌ．ｔＩｈｇｈｔｅｓｅｂ
Ｋｅｒｓ：ｄｔｃｕｓｔｏｙｔｍ；ＦｙｗｏｄａａａｑｉｉｉｎｓｓｅＰＧＡ；ＤＳＰ；ＦＩＦＯ
（．兰州交通大学电子信息与工程学院，１兰州７０７；２３００．兰州交通大学电工电子实验中心，兰州７０７）３０
摘
要：介绍了一种基于ＦＧＰＡ＋ＤＰ的多路数据采集系统的设计方案，描述了系统的硬件设计Ｓ
方案和硬ห้องสมุดไป่ตู้件电路，介绍了信息采集过程以及外围通讯接口及软件设计。过Ｑａｔ８０２．Ｃ２通ｕｒｓＩ．￣ＳｕＩＣ
一
时钟域高，内部延时小，速度快，全部逻辑由硬件完成等优点，因此在高速数据采集方面ＦＧＰＡ相对有
着巨大优势，但也存在难于实现复杂的算法的缺点，而ＤＰ适合于高速算法的处理，Ｓ因此为了弥补系统
的不足，系统采用ＦＧ本ＰＡ＋ＤＰ的方案。本系统Ｓ
方面对多路模拟开关进行选通让选通信号通过信
号调理电路实现电平调整并进行ＡＤ转换的时序／控制，一方面把转换好的数据进行数据缓存，另当ＦＦＩＯ满时并产生ＤＰ能识别的外部中断信号及标Ｓ识信号，知ＤＰ取数据，后ＤＰ对采集到的数通Ｓ最Ｓ据进行滤波处理、变换、分析。谱

一种基于FPGA的多通道数据采集系统设计

一种基于FPGA的多通道数据采集系统设计简志景0#4#梁昊-4(1.中国科学技术大学核探测与核电子学国家重点实验室，安徽合肥230026；2.中国科学技术大学近代物理系,安徽合肥230026)摘要：设计并实现了一种基于FPGA的四通道数据采集系统$系统由65MS/s的模数转换器AD9219实现对信号的高速采样$为满足采集数据实时存储的要求，设计了高速、大容量的DDR2硬件电路和接口逻辑$采集数据可通过USB接口上传至上位机，上位机负责数据的保存、处理和显示，同时控制数模转换器以直接数字合成的方式输出波形$测试结果表明，系统运行稳定可靠，可灵活控制$该系统为高性能数据采集提供了一套包括软硬件的整体解决方案，可以满足低温等离子诊断的要求$关键词：现场可编程门阵列；多通道数据采集；模数转换器；DDR2SDRAM中图分类号：TP216文献标识码：A DOI:10.19358/j.issn.2096-5133.2020.09.002引用格式：简志景,梁昊.一种基于FPGA的多通道数据采集系统设计[J].信息技术与网络安全,2020,39 (9):6-11.Design of multi-channel data acquisition system based on FPGAJian Zhijing1，2,Liang Hao1，2(1.State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics,University of Science and Technology of China,Hefei230026,China；2.Department of Modern Physics,University of Science and Technology of China,Hefei230026,China)Abstract:A four-channel data acquisition system based on FPGA is designed and implemented.The system uses65MS/s Analog-to-Digital Convert(ADC)AD9219to realize high speed sampling.In order to meet the requirements of real一time storage of collected data,a high-speed and high-capacity DDR2hardware circuit and interface logic are designed.ADC data can be uploaded to the host computer through the USB interface.The host computer is responsible for the data storage,processing and visualizing.It can also control the Digital-to-Analog Convert(DAC)to output waveforms in the way of direct digital synthesis.The test results show that the system is stable,reliable and can be controlled flexibly.The system,including software and hardware,provides an overall solution for high-performance data acquisition,which can meet the requirements of low-temperature plasma diagnosis.Key words:FPGA；multi-channel data acquisition；ADC；DDR2SDRAM0引言在低温等离子体诊断领域,Langmuir单探针方法由于结构简单、测量范围大和结果可靠而被广泛应用#目前以单片机为主控芯片的传统诊断设备采样率较低,一般不超过400kS/s[1],甚至只有38kS/s[2],这些设备的ADC数据接口通常采用SPI或I2C,数据传输能力有限,而且数据处理大多依赖软件设计,难以满足现在高速、高精度、长时间和大容量的测量要求[3]$准确高效地获取这些数据对等离子体特性的研究有重要意义$为了提高诊断结果的准确性,需要采集大量的实验数据$本文提出了一套基于FPGA的四通道数据采集硬件系统,每通道采样率为65MS/s,硬件中的ADC与FPGA之间采用高速LVDS信号进行数据传输,并且完成了基于.net框架下WPF技术的上位机可视化软件开发，实现了高速、大容量的数据采集、处理和显示$该系统可以由上位机灵活控制并长期稳定运行$1系统总体架构设计FPGA作为主控芯片控制数模转换器(DAC)输出激励波形如三角波、锯齿波和正弦波等，波形的幅度、频率和相位等均可由用户在上位机设置#DAC 产生的波形信号经过电压放大和功率放大后施加在等离子体上进行扫描$通过采样电阻将微弱的电流信号转换为电压信号，放大后的电压信号被模数转换器(ADC)采集%传输给FPGA并缓存在DDR2中，当缓存达到所要求的数据量时,上位机控制FPGA 将DDR2中的数据通过USB上传、保存、处理和显示$系统总体结构如图1所示$图1系统总体框图2器件选型2.1FPGA选型FPGA作为系统控制的核心,为系统提供了足够强大的可重构能力，选型时需要兼顾性能与成本$本设计选用了Intel公司Cyclone III系列的EP3C25F324C6芯片=4>,该芯片成本低，具有丰富的逻辑资源，包括24624个逻辑单元，608256bit片上存储空间,4个锁相环，215个可用I/O，其中高速差分引脚83对，最高数据速率875Mb/s，C6系列速度等级最高，可支持最高200MHz时钟频率的DDR2，完全能够满足系统的要求$为FPGA设计了JTAG和AS两种配置接口，JTAG可以将配置逻辑下载到FPGA并使用SignalTap读回数据，方便调试，但由于SRAM工艺的FPGA掉电后数据不能保存，因此需要AS方式将配置逻辑烧录到非易失性的EPCS中存储$2.2ADC选型为了实现对等离子体数据的高速数字化，系统采用了ADI公司的AD9219模数转换芯片=5>，AD9219是内置4个独立通道的ADC，采样率为65MS/s，分辨率10bit$AD9219的模拟输入和数字输出都是差分信号，输出为650Mb/s的高速LVDS信号，差分输入范围为2Vpp$2.3其他器件选型DAC采用了双通道12位的AD5405，刷新频率可以达到21.3MS/s$DAC电路设计为单极性输出，输出电压符合：!our=-!關!"⑴其中!ref为DAC的参考电压，D为从0到4095的数字码值，分辨率#为12$DDR2SDRAM存储芯片选用了Micro公司的MT47H32M16NF颗粒$DDR2在与FPGA进行连接时，应将DDR2的DQS管脚和DM管脚与FPGA中相关管脚相连，因为通过这些管脚的信号工作频率较高，对信号完整性要求也比较高$FPGA不同Bank所能支持DDR2的最大工作频率不同两，使用底部或顶部Bank可以支持到200MHz，而左右Bank仅能支持到167MHz$本设计选择了底部Bank放置相关接口，在200MHz工作频率下理论带宽可达6400Mb/s，可以满足四通道ADC共计2600Mb/s的数据传输要求$容量为512Mb，用来缓存获取的大量数据$ 3FPGA逻辑本设计采用Verilog语言在Quartus II13.0上实现了ADC数据采集%DDR2控制和直接数字合成(DDS)等功能，在完成仿真％综合％布局布线后，生成了下载文件#FPGA总体逻辑框图如图2所示#IJSB 图2FPGA总体逻辑框图I)I)R2a nm1—Kt\r ir v Controller—丿3.1ADC数据采集逻辑FPGA在接收ADC输出的高速LVDS串行信号时，需要考虑数据输出时钟(Data Clock Output，DCO)边沿与数据边沿所存在的相位差，这种相位差主要来自ADC自身，AD9219中约为770ps,此外_不同的电路板走线长度也会产生延时差，在硬件布局布线设计中可以对板上走线延时设置约束,本设计中时钟和数据走线延时差小于5ps。

一种基于DSP+FPGA的高速数据采集系统设计

对采集到的数据进行滤波及ＦＴ变换等处理。ＰＡＦＦＧ作为外设，主要对ＡＤ芯片、Ｓ芯片等进行控制。该／ＵＢ系统电路结构简单、功耗低、数据传输速度快，可用于电压、电流等模拟量的采集及数字信号的采集。
关键词：数据采集；浮点ＤＰＦＧ；ＳＳ；ＰＡＵＢ
ＤＴ＝（ｔｅｓ＞Ｚ）ＡＡ＜ｏｒ＝；ｈ
ｗｈｎｓ２ｅｔ２＝＞
ｃｎｖｎ＜１；ｓｎｏ＝… ｃ＜＝… ｗｒｔｎ＝’ ’ １；ｉｅ＜１；
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到上位机。
系统的Ｉ／Ｏ需求和门数要求。高速ＡＤ芯片采用／
ＡＩ司的ＡＤ９８该芯片可以同时采样８路模拟Ｄ公７３，量信号，有两个转换核，行输出数据，具并实现了高速数据的采集与传输。为了更方便的与ＰＣ机通讯，
ｗｈｎｓ２＝＞ｅｔ
ｃｏｎｙ
—
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ｒａｎｅｄ＜＝’’ａｃ＜＝’。１；ｔｈｌ０；ＡＤ
—
ＲＷ信号及ＰＧ１／ＡＥ信号的组合逻辑对ＦＧＰＡ进行
读／写操作。
２系统组成
高速数据采集系统结构框图如图１所示。该系
设计选用了ＰＬＳ公司生产的ＩＰ５１ＨＩＰＳ１８，完全符

基于FPGA和DSP的多路信号采集系统的设计

Ａｓ＆ＡＰ
ＲＴＳ＆ＡＰ霞ＰＬｌＣＡＴＩｏＮＳ疆耱 ■
【本文献信息】王剑飞，程耀瑜，王鹏，等．基于ＦＰＧＡ和ＤＳＰ的多路信号采集系统的设计［Ｊ］．电视技术，２０１３，３７（２３）
基于ＦＰＧＡ和ＤＳＰ的多路信号采集系统的设计
王剑飞，程耀瑜，王鹏，王晓鹏
（中北大学信息与通信工程学院，山西太原０３００５１）
【摘
要】描述了一种能够采集１６路模拟信号并具有实时数据处理能力的多路信号采集与处理系统。该系统采用高速Ａ／Ｄ转
ｓｉｎａｇｌｓ．Ｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．ａＦＰＧＡｉｓａｃｔｅｄａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｕｎｉｔｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｔｉｍｅｓｅｑｕｅｎｃｅｔｏｃｏｎｔｒｏｌｈｉｓｈ —ｓｐｅｅｄＡ／Ｄｃｏｎｖｅｔｅｒｒｔｏｃｏｎｖｅ￣ｍｕｌｔｉ —ｃｈａｎｎｅｌａｎｌｏａｇｓｉｎａｇｌｓｉｎｔｏｄｉｇｉｔｌａｓｉｇｎａｌｓａｎｄｔｈｅｒｅｌ－ａｔｉｍｅｄａｔａａｒｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙｔｈｅＤＳＰ．ＩｔｓｗａｖｅｆｏｒｍｉｓｄｉｓｐｌａｙｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｔｈｒｏｕｇｈＣＣＳ３．３ｓｏｆｔｗａｒｅ．ＴｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍｎｄａｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｄａｔａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＦＰＧＡｎｄａＥＭＩＦｉｎＤＳＰｔｈｒｏｕｇｈＤｕｌ—ｐａｏｒｔＲＡＭｒｅａｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｈｅｔｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｓｕｒｒｏｕｎｉｎｄｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｎｅｇｔｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅａｎｄｏｔｈｅｒｓ，ｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓｓｅｌｆ－ａｄａｐｔｉｖｅｔｈｅｏｒｙｔｏｒｅｄｕｃｅｎｏｉｓｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｉｃｄａｔｅｓｔｈａｔｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｗｏｒｋｓｓｔｅａｄｉｌｙ，ｔｈｅａｃｕｉｑｓｉｔｉｏｎｓｉｇｎｌｓａｉｓｐｍｃｅｓｓｅｄｒｅｌａｔｉｍｅ．

一种基于FPGA的多通道数据采集系统设计与实现

一种基于FPGA的多通道数据采集系统设计与实现随着科技的发展和应用场景的日益多样化，对于数据采集系统的需求也愈发增长。

在许多应用领域中，需要同时采集多个通道的数据，并实时进行处理和分析。

为了满足这一需求，一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的多通道数据采集系统应运而生。

本文将重点介绍这种系统的设计与实现。

在设计过程中，首先需要确定系统的性能指标和需求，以便为后续的设计和实施提供指导。

多通道数据采集系统的主要任务是同时采集多个通道的信号，并将其传输给后续的处理单元或存储单元。

因此，系统的设计需要考虑以下几个方面：1.采样率：系统需要能够支持高速的数据采集，以确保采集到的数据具有足够的准确性和精度。

因此，系统的设计中需要考虑到采样率，并选择适当的硬件资源来满足性能需求。

2.通道数：系统需要支持同时采集多个通道的数据。

这涉及到选择适当的输入接口和数据传输协议，并设计合理的硬件电路来实现这一功能。

4.实时性：多通道数据采集系统需要能够实时地采集和传输数据，以满足实时处理和分析的需求。

为了实现实时性，可以利用FPGA的并行计算和高速数据交换的能力，通过合理设计硬件电路和流水线，来提高系统的处理速度。

基于以上需求和考虑因素，可以按照以下步骤设计并实现多通道数据采集系统：1. 确定输入接口和传输协议：根据系统的应用场景和需求，选择适当的输入接口和数据传输协议。

例如，如果需要采集模拟信号，则可以选择适当的模数转换器（ADC）作为输入接口；如果需要高速数据传输，则可以选择PCIe或Ethernet等传输协议。

2.硬件电路设计：设计合理的硬件电路来实现多通道数据采集功能。

这涉及到选择适合的FPGA芯片，并设计模数转换电路、数据缓冲区和数据传输电路等。

3. 编程和配置：选择合适的开发工具和编程语言，对FPGA进行编程和配置。

可以选择使用相关的开发工具和设计语言，如VHDL（VHSIC Hardware Description Language）或Verilog等。

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概述多通道数据采集系统是一种用于同时采集和处理多个信号通道的系统。

基于现场可编程门阵列（FPGA）的多通道数据采集系统具有高速、灵活、可编程性强等优点，因此在工业控制、医学诊断、科学研究等领域广泛应用。

本文将重点介绍基于FPGA的多通道数据采集系统的设计与实现。

系统设计多通道数据采集系统的设计主要分为硬件设计和软件设计两个部分。

在硬件设计方面，需要选择合适的FPGA芯片作为主控芯片。

FPGA芯片应具备较高的性能和丰富的资源，以满足系统的需求。

此外，还需要选择合适的ADC（模数转换器）芯片用于将模拟信号转换成数字信号。

通常情况下，每个通道需要一个独立的ADC芯片。

选择合适的ADC芯片需要考虑采样率、精度等参数。

在软件设计方面，需要编写FPGA的逻辑设计代码。

逻辑设计代码主要包括时序逻辑和组合逻辑。

时序逻辑用于控制ADC芯片的采样时钟、数据输入和输出时序等，保证数据的正确采集和传输。

组合逻辑用于实现数据的处理和存储等功能。

此外，还需要编写驱动程序用于控制FPGA芯片的配置和数据读写操作。

系统实现多通道数据采集系统的实现过程主要包括硬件实现和软件实现两个阶段。

在硬件实现阶段，首先需要进行FPGA芯片的引脚分配和连接。

根据系统需求，将FPGA芯片的输入输出引脚与ADC芯片的输入输出引脚相连接。

然后进行PCB设计和电路布线，制作板卡。

接下来进行电路调试和功能验证，确保系统的稳定性和功能正常。

在软件实现阶段，首先需要编写FPGA的逻辑设计代码。

根据系统需求，设计数据采集和处理的算法，并将其转化为FPGA的逻辑电路。

然后使用FPGA开发工具对逻辑设计代码进行综合、布局和时序优化。

最后生成可烧写到FPGA芯片的位文件。

总结基于FPGA的多通道数据采集系统实现了高速、灵活和可编程性强的优势。

通过合适的硬件设计和软件设计，可以实现较高的采样率和精度，满足不同领域的应用需求。

基于DSP和FPGA的数据采集系统的设计

开发基于ＤＳＰ／ＢＩＯＳ实时多任务操作系统，ＤＳＰ／ＢＩ —
２系统的硬件电路设计
２．１ＤＳＰ模块的设计
ＤＳＰ采用美国ＴＩ公司的３２位定点芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２，该系列芯片是目前国际市场上先进的、功能强大的３２位定点ＤＳＰ芯片。它既具有数字
第１５卷第２期２０１５年６月
南京工业职业技术学院学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＩｎｄｕｓｔｒｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
监测系统所要处理的数据量增大，对后端信号
处理与原始数据记录的实时性提出了更高的要求。
鉴于以上情况，本文设计了一种基于ＤＳＰ与ＦＰＧＡ
的数据采集系统，其中ＤＳＰ芯片采用ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２作为核心处理器，ＦＰＧＡ采用Ａｌｅｘａ公司的ＥＰ３Ｃ２５，很好地解决了上述技术问题，使其达到了高数据吞
测系统的现场采集所需功能，能根据各种应用场合的具体要求进行灵活配置的。系统的结构如图１。系统采用ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２作为核心处理器，数据采集存储采用Ａｌｅｘａ公司的ＦＰＧＡ芯片

基于FPGA和DSP的多路同步数据采集系统设计

ＤＳＰ，ｔｅｓｓｅｕｅｒｇａｈｙｔｍｓｓｏｒｍｍａｌｌｇｃｅｉｅＦｐｂｅｏｉｄｖｃＰＧＡｔｏｎｃｔｅｎｔｎｍｏｕｅｇｔｅ，ｃｍｐｅｅＤｏｖｒｏｈｐａｄｄａｐｒｃｉｏｔｌｄｅｉａｉｇＯｃｎｅｔｈｒｕｃｏｄｌｓｏｅｒｏｌｄＡ／ｃｎｅｓｎｃｉｕ — ｏｔｈｐｃｎｒｏｆｉｔｈｔｉｎｌｏｍｏｕｓｌｔｋｌｗｈｅｎ
Ｍｕｔ・Ｃｈａｌｉ・＿。ｎｎｅｉｕｌａｏｕｓＤａａＡｃｌＳｍｔｎｅｔｑｕｉｉｉｙｓｅｅｉｎｓｔｏｎＳｔｍＤｓｇＢａｅｓｄｏｎＦＰＧＡｎｄＳａＤＰ
ＨｅｕａＨｎｇ
（ＨｕａｉｅｓｙｏｃｎｌｇｎｎＵｎｖｒｉｆＴｅｈｏｏｙ，ＺｈＺｈｕ４２０，Ｃｈｎ）ｔｕｏ１００ｉａ
减弱系统的数据运算能力。因此本文中介绍一种采用以ＦＧ芯片为核心并结合高ＰＡ精度１位采样芯片和ＤＰＴＳ２Ｆ８２实６ＳＭ３０２１来现高速同步数据采集，它能对信号保持高速采样的同时对数据进行快速运算，避免了以往微处理器需要频繁中断的缺点，同时可以灵活地调整采样率，可以满足对开关电源电参数的测量需要。１系统整体设计．系统结构如图１示，三相电压和三相所

基于DSP与FPGA的高速数据采集系统的设计

一
拟开关Ｄ０Ｇ４８来实现两组８路采样信号的切换，以实现对两可组信号进行同时变换，如单相的电压和电流。Ｄ０Ｇ４８最大导通
电阻为１０最大击穿电压为４Ｖ，长开关时间为２０ｓ该ＯＱ，４最５ｎ。
．
程琼原腾飞付波（湖北工业大学电气与电子工程学院，湖北武汉４０６）３０８
摘要
针对传统数据采集系统的不足，据电力系统数据采集要求，建了以ＤＰ和ＦＧ为核心的数据采集系统。系统以根构ＳＰＡＦＧ为主控ＣＰＰＡＵ，实现对ＡＤ转换器的控制，并实现数据的存储功能。该数据采集系统可实现１６路最大工作频率为
４２
基于ＤＳＰ与ＦＧＡ的高速数据Ａ的高速数据采集系统的设计
ｙｔｍＢｓｄｎＤＳＰａｄＰａｅｏｎＦＧＡＤｅｉｆＨｉｐｅｔｑｕｓｔｎＳｓｅｓｇｎｏｇｈＳｅｄＤａａＡｃｉｉｏｉ
５０ＳＰ０ｋＳ的模拟信号采集，用于电网信号的高速采集。适关键词：ＰＦＧＡ，Ｓ数据采集ＤＰ，
ＡｂｔａｔｓｒｃＴｓｈｉｐａｒｉｐｅａｍｅｄａｔｈｓｏｒｏｍｉｇｏｆｒｄｉｏｎｌｔｅｈｔｃｎｔａｔａｄａａｃｉｔａｑｕｉｉｏｓｓｅｍ，ｎｓｒｔｄａｓｔｎｙｔｉｃｏｔｕｃａａｔａｃｉｉｏｎｙｅｑｕｓｔｓｓｔｍｗｈｉｈｉｃ

一种基于FPGA的多通道数据采集系统设计与实现

一种基于FPGA的多通道数据采集系统设计与实现一种基于FPGA的多通道数据采集系统设计与实现摘要介绍一种多通道数据采集系统设计方法.该系统采用FPGA作为硬件平台，主要完成A/D转换控制、时序控制及数据记录等功能。

系统采用Verilog HDL 语言，通过软件编程控制硬件实现多通道的数据采集。

以雷达为应用背景，该系统的仿真验证结果显示，所设计的数据采集系统达到了预期的功能。

关键词数据采集；数据融合；数字下变频；时钟同步；FPGA0 引言数据采集（Data Acquisition）是获取目标信息的最直接和最有效的方法，它研究数据的采集、存储及处理，具有很强的应用性。

随着电子技术的不断发展，数据采集技术得到越来越广泛的应用。

数据采集在通信、雷达、遥测遥感、航空航天、电子对抗等领域里有广泛的应用前景，可以进行现场信号的采集与分析[1]。

由于对信号采集的要求不断的提高，首先在参数方面的要求越来越高，如精度、传输速度、采样通道数等。

其次在具体系统应用、测试和维护中，经常需要对数据进行采集，然后将采集到的数据送入计算机进行实时4分析处理[2]。

因此，数据采集成为系统中至关重要的部分。

鉴于对数据采集后数据分析的需求，采集的数据能够处理并能方便提取原始数据。

本文介绍一种基于FPGA的数据采集系统实现多通道数据采集，从而满足在系统中的应用。

1 数据采集系统的工作原理数据采集系统主要负责多路中频信号处理，完成控制A/D转换控制、时序控制及数据记录等功能。

其内部原理图如图1的数据采集系统原理框图所示. 本文主要介绍数据采集系统的中频接收，关于混频器、低噪放以及功放等模拟部分不做过多介绍。

来自天线收到的射频信号经过接收前端处理后变为中频信号，即模拟信号输入。

中频信号经过调理电路，送给ADC进行模数转换，在FPGA 内进行数字下变频（DDC）处理而得到基带IQ数据.来自外部的时序数据与基带IQ数据进行数据融合，再将融合的数据按照数据记录仪协议进行组帧，经过光模块的光电转换，从而送给数据记录仪的数据接口板。

基于DSP+FPGA多通道单端／差分信号采集系统

Ｍｕｌｔｉ－ＣｈａｎｎｅｌＳｉｎｇｌｅ－・Ｅｎｄｅｄ／ＤｉｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｉｇｎａｌＳａｍｐｌｉｎｇａｎｄＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＤＳＰ＋ＦＰＧＡ
采用Ａｈｅｒａ公司的ＣｙｃｌｏｎｅｌＩＩ系列，Ａ／Ｄ采用ＴＩ公司
辑和时序逻辑控制能力相结合，达到互补，使系统发挥
ＤＥＮＧＫｅ，ＦＡＮＪｕｎｆｅｎｇ，ＬＩＮＹｉｎｇ
（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｏｕｎｔｅｍｅｒａｓｕｒｅａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００７１，Ｃｈｉｎａ）
ｓｉｎｇｌｅ－ｅｎｄｅｄｏｒ１６ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｈａｎｎｅｌｓｂｙｕｓｉｎｇＡＤＳ８５１７．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｈｉｇｈｌｙｗｉｔｃｈｉｎｇａｎｄ
ｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅｃｈａｎｇｉｎｇ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＤＳＰ；ＦＰＧＡ；ＡＤＳ８５１７；ｃｈａｎｎｅｌ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ

基于FPGA+DSP的数据采集系统设计与实现

犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅａｒｔｉｃｌｅｅｘｐｏｕｎｄｓａｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｋｉｎｄｏｆｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＦＰＧＡ＋ＤＳＰａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ．ＴｈｅＦＰＧＡｃｏｌｌｅｃｔｓｔｈｅａｎａｌｏｇｄａｔａ，ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄａｔａ，ｔｈｅｄｉｓｃｒｅｔｅｉｎｐｕｔｄａｔａ，ＲＳ－４２２ｂｕｓｅｓｄａｔａａｎｄＡＲＩＮＣ４２９ｂｕｓｅｓｄａｔａ，ｔｈｅｎ，ｔｈｅｓｅｄａｔａｗｉｌｌｂｅｓｅｎｔｔｏｔｈｅＤＳＰｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＨＰＩ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｇｒｅｅｍｅｎｔ，ｔｈｅＤＳＰｆｉｎｉｓｈｅｓｔｈｅｄａｔａｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ．ＴｈｅＦＰＧＡｒｅａｄｓｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＨＰＩ，ｔｈｅｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｉｌｌｂｅｓｅｎｔｔｏｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｂｙｄｉｓｃｒｅｔｅｏｕｔｐｕｔｍｏｄｕｌｅ，ＲＳ－４２２ｂｕｓｅｓａｎｄＡＲＩＮＣ４２９ｂｕｓｅｓ．
基于犉犘犌犃＋犇犛犘的数据采集系统设计与实现
程佩，房海华，黄蓝
（中航工业上海航空测控技术研究所故障诊断与健康管理技术航空科技重点实验室，上海２０１６０１）
摘要：文章阐述了一种基于ＦＰＧＡ＋ＤＳＰ构架的数据采集系统的设计与实现；该系统中ＦＰＧＡ先进行模拟量、频率量、离散量输入的采集，以及ＲＳ－４２２、ＡＲＩＮＣ４２９总线的数据接收工作，然后将采集和接收到的数据按约定数据格式，通过ＨＰＩ发送至ＤＳＰ，ＤＳＰ按协议要求完成数据的运算、组合等处理后，ＦＰＧＡ控制ＨＰＩ读取处理结果并控制离散量输出模块、ＲＳ４２２、ＡＲＩＮＣ４２９总线按照所需的数据格式和通讯周期将数据输出至相对应的系统；该系统具有丰富的接口，能满足多种类、不同时序周期的总线通讯。

基于DSP和FPGA的导引头数据采集系统设计

ｐＲｅｓｕｌｔｌ０一ＲＥＳＵＬＴｌ４：ｐＲｅｓｕｌｔｌｌ一ＲＥＳＵＬＴｌ５；
＊ＡＤＣＴＲＬｌ—０ｘ２０５０；／＊设置连续转换模式＊／
＊ＭＡＸＣＯＮＶ＝０ｘ０Ｆ；／＊每次完成转换１５个通道＊／
＊ＣＨＳＥＬＳＥＱｌ—０ｘ３２１０；／＊转换次序＊／＊ＣＨＳＥＬＳＥＱ２—０ｘ７６５４：
＊ＣＨＳＥＬＳＥＱ３—０ｘｏｂａ９８；＊ＣＨＳＥＬＳＥＱ４—０ｘｏｆｅｄｃ：＊ＡＤＣＴＲＬ２—０ｘ２０００；／＊启动转换＊／
电平调整电路中运放和Ｒ１７２，Ｒ１７３，Ｒ１７４以及Ｒ１７０、Ｒ１７ｌ组成同相求和运算电路，输出电压：
Ｕｏ一１０Ｘ（絮＋未）＝ＵＡＤ＋１．５
这样将输入的模拟电压幅度由ｏ～１５Ｖ都调整为ｏ～３Ｖ，满足ＤＳＰ内部Ａ／Ｄ转换模块的要求。二阶滤波电路可进一步减小高频干扰。２．２Ａ／Ｄ变换
本系统采用的ＴＭＳＬＦ２４０７Ａ内部集成了一个１０位的ＡＤＣ，内置采样／保持电路，具有１６路模拟输入通道，转换时间为３７５ｎｓ，这种特性可以满足本系统１６路模拟测试信号的转换，不必再外扩Ａ／Ｄ转换器［４］。
２．１模拟通道设计导引头数据采集系统容易受强干扰而造成系统产生
较大的偏差，因此本系统的模拟通道设计采用隔离运放ＡＤ２０２，隔离电压达２０００Ｖ，它具有５ｋＨｚ的带宽和高的共模抑制比。模拟通道包括隔离运放、电平调整电路以及二阶滤波电路，电路如图２所示。
图２模拟通道电路图
由于ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ中的Ａ／Ｄ变换输入模拟信号幅度为ｏ～３．３Ｖ，在进行Ａ／Ｄ变换前需要将信号电平进行调整。系统输入模拟信号幅度Ｏ～１５Ｖ，在ＡＤ２０２前端通过精密电阻进行１：１０的比例衰减，ＡＤ２０２的输出端ＨＩ电压范围为ｏ～１．５Ｖ。

基于FPGA和DSP的多路同步数据采集系统设计

基于FPGA和DSP的多路同步数据采集系统设计
黄鹤
【期刊名称】《电子世界》
【年(卷),期】2012(000)006
【摘要】为了满足对开关电源实时测量的应用需求,设计了一种基于FPGA和DSP 的多路同步实时数据采集系统,该系统利用可编程逻辑器件FPGA将多个功能模块连接在一起,完成了对A/D转换芯片及双口等模块的控制,同时利用DSP进行高速数据运算和处理；文中给出了系统硬件原理框图,并结合系统的设计方案对其中的主要功能模块进行了阐述;该多路同步数据采集系统具有实时性强、集成度高、扩展性灵活等特点.
【总页数】2页(P96-97)
【作者】黄鹤
【作者单位】湖南工业大学
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于FPGA多路同步数据采集系统的设计 [J], 黄鹤;彭晓;杨跃龙
2.基于FPGA的多路同步实时数据采集系统 [J], 侯朝勇;胡学浩;庄童
3.一种基于FPGA+ADS130E08多路同步数据采集系统设计 [J], 张文俊;汪相坤;成印沙;王洪亮;李绪勇
4.基于FPGA的高速多路同步数据采集系统 [J], 王剑
5.基于DSP的多路同步数据采集系统 [J], 张小苗;李永倩;崔华义;张鹏;李媛
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基于FPGA和DSP的多路信号采集系统的设计

基于FPGA和DSP的多路信号采集系统的设计
王剑飞;程耀瑜;王鹏;王晓鹏
【期刊名称】《电视技术》
【年(卷),期】2013(37)23
【摘要】描述了一种能够采集16路模拟信号并具有实时数据处理能力的多路信号采集与处理系统.该系统采用高速A/D转换器将多路模拟信号转换成数字信号,以FPGA为控制核心产生各种控制时序,利用DSP对采集后的数据进行实时处理并用CCS3.3软件平台在计算机实时显示处理后的波形图.概述了整个系统的构成,将FPGA的外接双口RAM和DSP的EMIF接口连接,实现了FPGA和DSP的数据通信.为了消除周围电磁环境、传输线长度等因素的干扰,提出了采用自适应滤波消除噪声的设计原理.实验结果表明,该系统工作稳定,实现了对采集信号实时处理.
【总页数】4页(P57-60)
【作者】王剑飞;程耀瑜;王鹏;王晓鹏
【作者单位】中北大学信息与通信工程学院,山西太原 030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原 030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原 030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原 030051
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于DSP与FPGA多路ARINC429数据通信系统设计 [J], 侯翔昊;杨尧;王民钢
2.基于FPGA的多路光电信号采集存储系统设计 [J], 党浩淮;赵冬娥
3.基于FPGA和DSP的微振动传感器信号采集系统设计 [J], 李彦;梁正桃;李立京;林文台;尚静;姜漫
4.基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计与实现 [J], 周新淳
5.基于DSP与FPGA的信号采集系统设计 [J], 胡益诚;张晓曦;代明清;李碧涵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于DSP和FPGA的多频声纳采集系统设计

基于DSP和FPGA的多频声纳采集系统设计刘寅;许枫;韦志恒【期刊名称】《微计算机信息》【年(卷),期】2011(027)012【摘要】设计了一种基于TI DSP TMS320C6455和Xilinx FPGA XC2V1000的多频声纳数据采集系统,各个通道采样率可通过程序独立调整。

该方案将FPGA映射到DSPEMIF的一段地址空间,使用FPGA做多路ADC器件的信号采集控制和数据缓冲。

DSP通过对FPGA的访问,间接控制ADC芯片完成数据的采集。

经过实际测试,采用本方案设计的数据采集系统能够以不同采样率同时采集多个通道的数据,具有很强的灵活性,工作稳定可靠,已成功应用于某型声纳,并可广泛应用于多种数据采集场合。

%A kind of multi_frequency sonar date acqusition system was designed based on TI DSP TMS320C6455 and Xilinx FPGA XC2V1000. The sample frequency of each channel can be adjusted by program independently. FPGA is mapped into the memory space of DSP. The controlling units of all ADCs are implemented in FPGA, which also works as buffers of the data. DSP completes the data acqusition of multi_frequency signals indirectly by accessing FPGA. This system allows each channel to complete the data acqusition of signals with its own sample frequency at the same time. It’s very flexible and stable .This system has been applied in a certain type of sonar system successfully, and also can be widely used in many another fields of data acqusition.【总页数】3页(P12-14)【作者】刘寅;许枫;韦志恒【作者单位】中国科学院研究生院／中国科学院声学研究所;中国科学院声学研究所;中国科学院声学研究所【正文语种】中文【中图分类】TP274.2【相关文献】1.基于DSP和FPGA的被动声探测实时采集系统设计 [J], 孙昌君;李立京;郑帅;宋舒雯2.基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计与实现 [J], 周新淳3.基于DSP+FPGA的多频GPS接收机系统设计 [J], 王忠;刘光斌;张博4.基于DSP与FPGA的信号采集系统设计 [J], 胡益诚;张晓曦;代明清;李碧涵5.基于FPGA与DSP的发动机参数采集系统设计 [J], 孙文莉;王海涛;蔡磊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于DSP和FPGA的数据采集系统设计

基于DSP和FPGA的数据采集系统设计
李利品;高国旺;任志平
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2008(045)008
【摘要】结合高速DSP和FPGA的特点,设计了一套数据采集系统,应用FPGA的
内部逻辑实现时序控制,以DSP作为采集系统的核心,对采集到的数据进行滤波等处理,并将处理后的结果通过USB口传输到计算机.该系统具有电路结构简单、功耗低、数据传输方便等优点,可用于电压、电流、温度等参量的采集系统中.
【总页数】3页(P42-44)
【作者】李利品;高国旺;任志平
【作者单位】西安石油大学,光电油气测井与检测教育部重点实验室,西安,710065;
西安石油大学,光电油气测井与检测教育部重点实验室,西安,710065;西安石油大学,光电油气测井与检测教育部重点实验室,西安,710065
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.2
【相关文献】
1.基于DSP与FPGA的蓝牙数据采集系统设计 [J], 杨勇;杨润生;刘品
2.基于FPGA和DSP的多路同步数据采集系统设计 [J], 黄鹤
3.基于FPGA+DSP的多通道数据采集系统设计 [J], 史洪玮;王紫婷;宁平;张鹏图
4.一种基于DSP+FPGA的高速数据采集系统设计 [J], 李玮;宋毅
5.基于FPGA+DSP的数据采集系统设计与实现 [J], 程佩;房海华;黄蓝
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