ARM+FPGA的高速同步數(shù)據(jù)采集

1、 應(yīng)用背景

??? 基于ARM+FPGA的高速同步數(shù)據(jù)采集方案，解決了數(shù)據(jù)采集的同步性問題，與以往的數(shù)據(jù)采集方案相比，具有高精度、高速率、多參數(shù)同步測量、實時處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸不受區(qū)域限制等特點。

??? 主要應(yīng)用于物探分析領(lǐng)域、天然氣、石油等地下勘探領(lǐng)域、觀測技術(shù)領(lǐng)域（地震波、頻譜分析）、電力調(diào)度系統(tǒng)等行業(yè)。

??? 市面上的FPGA開發(fā)板和ARM開發(fā)板很多，但是將兩者結(jié)合起來完成數(shù)據(jù)采集與網(wǎng)絡(luò)通訊的開發(fā)板很少。大多數(shù)的勘探、觀測工作都是在嚴苛的環(huán)境中進行的，對數(shù)據(jù)的準確性、實時性都有著較高的要求，并且大多情況下要求多參數(shù)同步測量。飛旭公司在基于實際的工程項目成功的基礎(chǔ)上，推出了基于ARM+FPGA的低功耗、高速率、高精度、多通道同步數(shù)據(jù)采集方案，可以通過監(jiān)測者的要求完成多通道數(shù)據(jù)的同步采集并實現(xiàn)實時的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2、 系統(tǒng)特點

??? 1）通過系統(tǒng)接口直接與采集終端通訊，完成工業(yè)現(xiàn)場的多通道模擬量、開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集與A/D轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集終端的控制；

　　2）系統(tǒng)設(shè)有FIFO緩存模塊，支持信號的長時間連續(xù)采集存儲；

　　3）支持采集數(shù)據(jù)的移動存儲，可對采集數(shù)據(jù)通過存儲卡進行存取；

??? 4）支持10/100M以太網(wǎng)或CDMA/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)高效率的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。

3、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

????高速同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：ARM控制器、存儲電路、FPGA邏輯控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、FIFO緩存、電源電路、接口電路等。

????系統(tǒng)具備多通道數(shù)據(jù)采集接口，F(xiàn)PGA邏輯電路控制A/D采集和FIFO緩存模塊，實現(xiàn)長時間不間斷的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；同時系統(tǒng)具有豐富的外圍控制接口和通信接口，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、顯示，完成RS485/RS232或高速以太網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。

4、 硬件配置

??? 1)?ALTERA的EP1C12 FPGA,12060個邏輯單元, M4KRAM 有52個,2個鎖相環(huán)。

??? 2) SRAM型號為IS61LV25616－10T 兩片,用于建立高速AD數(shù)據(jù)的緩沖存儲器FIFO容量為256 KX 32位。支持信號的長時間連續(xù)采集存儲

??? 3)?AT91RM9200,ARM9工業(yè)級處理器。

??? 4) 內(nèi)存SDRAM32－128MB, 為運行嵌入式操作系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)量計算留出存儲空間。

??? 5)?NOR-FLASH４MB,用于 存儲引導(dǎo)程序和操作系統(tǒng)。

??? 6)?NAND－FLASH32MB,? 存儲用戶應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。

??? 7)?USB主接口,可以外接U盤、移動硬盤、USB鍵盤、USB攝像頭等。支持采集數(shù)據(jù)的移動存儲，可對采集數(shù)據(jù)通過存儲卡進行存取。

????8)?支持10/100M以太網(wǎng)或CDMA/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)高效率的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。

5、 提供軟件說明

??? 1) PGA的數(shù)據(jù)采集與處理verilog源代碼。　

??? 2)?ARM9的linux操作系統(tǒng)源代碼。

??? 3)?ARM9的根文件系統(tǒng)源代碼。

??? 4)?ARM9的數(shù)據(jù)采集與網(wǎng)絡(luò)傳輸測試源代碼。

??? 5)?U盤驅(qū)動及掛裝代碼。

??? 6)?YAFFS文件系統(tǒng)。

??? 7)?NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)。

??? 8)?TELNET服務(wù)器。

??? 9)?FTP 服務(wù)器