高速同步数据采集卡(系统)原理

16位，12通道，500K，同步，数据采集卡

YG-EB1309

用户手册

1. 概述

YG-EB1309高精度数据采集卡适用于提供了PC104 总线的嵌入式微机。其操作系统可选用经典的MS-DOS、Linux或目前流行的 Windows 系列等多种操作系统。

YG-EB1309高精度模入接口卡安装使用简便、功能齐全。其A/D 转换启动方式可以选用程控频率触发、程控单步触发、以及外部时钟同步触发等多种方式。A/D转换后的数据结果通过先进先出存储器（FIFO）缓存后由PC104总线读出。

为方便用户，本卡还提供了符合TTL电平的8路数字量输入和24路数字量输出信号通道。

2. 主要技术参数

2.1模入部分

2.1.1输入通道数：12路同步

2.1.2 输入信号范围：±2.5V；±5V；±6V；±10V；±12V；

2.1.3 输入阻抗：≥10MΩ

2.1.4 输入通道选择方式：12通道同步

2.1.5 A/D转换分辩率：16位

2.1.6 A/D最高转换速率：500KHz

2.1.7 A/D采样程控频率：1KHz/5KHz/10KHz/50KHz/100KHz/200KHz/500KHz/外部时钟

2.1.8 A/D启动方式：程控频率触发/程控单步触发/外部TTL信号触发

2.1.10 FIFO存储器容量：20K×16bit（全满）/10K×16bit（半满）

2.1.11 数据读取识别方式：FIFO半满查询/FIFO非空查询/FIFO半满中断

2.1.12 系统综合误差：≤0.02％ F.S

2.2 开关量部分

2.2.1 输入路数：8路TTL电平

2.2.2 输出路数：24路TTL电平

2.3 电源部分

2.3.1 支持外部电源输入或PC104接口取电。

2.3.2 功率：+5V(±10％)≤500mA

2.4环境要求：工作温度：10℃～40℃

相对湿度： 40％～80％

存贮温度：-55℃～+85℃

2.5 外型尺寸：长×高＝90mm×96mm

3. 工作原理

YG-EB1309高精度模入接口卡主要由高速高精度放大电路、高精度模数转换电路、先进先出(FIFO)缓冲存储器电路、开关量输入输出电路和接口控制逻辑电路等部分组成。

3.1 高速高精度跟随电路

本电路由两个高速高精度运放、阻容件组成，用以对模拟信号进行变换处理，以提供模数转换电路所需要的信号。

3.3 高精度模数转换电路

本电路由高速模数转换芯片ADS8556组成，用以将模拟信号转换为数字信号。通过调整电位器RW1、RW2、和RW3可以微调1.25V，2.5V，3.0V基准电压，通过跳线JP1和JP2可以选择其中一路参考电压和输入信号的范围。例如：跳线JP1跳到×4，JP2选择2.5V，则输入信号的范围为2.5V*4=10V，即±10V。

3.4 先进先出（FIFO）缓冲存储器电路本电路用于将A/D转换的数据结果进行缓冲存储。并相应的给出“空”，“半满”和“全满”的标志信号。用户在使用过程中可以随时根据这些标志信号的状态以单次或批量的方式读出A/D转换的结果。

3.5 开关量输入输出电路

本卡还提供了各8路的开关量输入以及24路输出信号通道。使用中需注意对这些信号应严格符合TTL

电平规范。

3.6 接口控制逻辑电路

接口控制逻辑电路用来将PC104总线控制逻辑转换成与各种操作相关的控制信号。

4. 接口及安装使用说明

4.1 板卡接口布局

ABCD11U9124039122423JP3JP4

本卡的安装十分简便，在关电情况下，将本卡上的PC104总线连接器正确的插入主机或其它功能板卡的总线连接器中并轻轻压紧。为避免两层板卡上的元器件互相接触造成不可预计的后果，应正确选用适当高度的支柱并在本卡安装完成后将其紧固。

本卡采用的模拟开关是COMS 电路，容易因静电击穿或过流造成损坏，所以在安装或用手触摸本卡时，应事先将人体所带静电荷对地放掉，同时应避免直接用手接触器件管脚，以免损坏器件。

禁止带电插拔本接口卡。本卡跨接选择器较多，使用中应严格按照说明书进行设置操作。设置接口卡开关、跨接套和安装接口带缆时均应在关电状态下进行。

当模入通道不全部使用时，应将不使用的通道就近对地短接，不要使其悬空，以避免造成通道间串扰和损坏通道。

为保证安全及采集精度，应确保系统地线（计算机及外接仪器机壳）接地良好。特别是使用双端输入方式时，为防止外界较大的共模干扰，应注意对信号线进行屏蔽处理。

5. 硬件接口详细说明

5.1 电源输入

图5-1 电源输入接口位置

本卡工作需要单5V电源，接口在PCB板位置如图5-1所示。单5V电源可以由外部接口JP7输入，也可以由PC104总线输入。通过跳线J1进行选择。使用方法见图5-2.

图5-2 电源输入信号选择示意图

5.2 基准信号校准及模拟信号输入范围选择

本卡设置1.25V，2.5V，3.0V共3个基准信号，分别通过RW1，RW2，RW3三个电位器进行校准。模拟信号输入范围通过跳线JP1，JP2共同选择，各接口在PCB板上位置见图5-3。

JP7

+5V GND

JP7信号定义 J1跳线选择 J1

外部输入 J1

PC104输入 JP7

J1 PC104 图5-3 基准信号调节及选择接口位置

基准信号校准方法：

1.调节电位器RW1，同时用高精度电压表测试TEST1处信号电压，使TEST1处电压稳定到1.25V

2.同样的方法，依次调节RW2，测试TEST2处电压，调节RW3，测试TEST3处的电压，使TEST2处电压稳定到2.5V，TEST3处电压稳定到3.0V

模拟信号输入范围选择方法：

通过调节跳线JP1和JP2，选择模拟信号输入范围。跳线连接方法见图5-4，模拟信号输入范围选择方法见表5-1.

图5-4 模拟信号输入范围选择示意图

表5-1 JP1和JP2位置对应模拟信号输入范围

注1：如果输入信号范围为±5V，建议选择为：JP1(×2）和JP2(2.5V) JP1(×2） JP1(×4）

JP2(1.25V) ±2.5V ±5V（注1） JP2(2.5V) ±5V（注1） ±10V

JP2(3.0V) ±6V ±12V JP1

JP1跳线 JP2 ×2

×4 1.25V

2.5V

3.0V

JP2跳线 RW1

RW2

RW3 TEST1

TEST2

TEST3 JP2 JP1

5.3 模拟信号输入

12路模拟信号输入通过JP3输入。JP3在PCB板上位置如图5-5所示。

图5-5 模拟信号输入接口

模拟信号输入接口位置见图5-6，接口定义见表5-2，CH1—CH12分别为12路模拟信号输入。

图5-6 JP3接口信号位置

表5-2 JP3接口定义

5.4 数字信号输入输出

8路数字信号输入，24路数字信号输出，外部触发信号输入接口为JP4。JP4在PCB板上位置如图5-7所示。

定义 PIN 定义

1 CH12 2 AGND

3 CH11 4 AGND

5 CH10 6 AGND

7 CH9 8 AGND

9 CH8 10 AGND

11 CH7 12 AGND

13 CH6 14 AGND

15 CH5 16 AGND

17 CH4 18 AGND

19 CH3 20 AGND

21 CH2 22 AGND

23 CH1 24 AGND

JP4 JP3

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 JP3 图5-7 数字信号输入接口

数字信号输入输出接口位置见图5-7，接口定义见表5-3，其中DIN1—DIN8为8路数定量输入，DOUT1到DOUT24为24路数字量输出，EC/T为外部触发信号输入。

图5-7 JP4接口信号位置

表5-3 JP4接口定义

6. 软件接口详细说明

主板通过PC104总线访问采集卡，寄存器偏移地址可在0x000~0x3ff之间设置，默认0x300。

6.1 版本寄存器1（VER1）,偏移地址：0x0

位域读写值描述复位值

15-0 VER1 R 版本低16位（十六进制格式） 0x3111

6.2

版本寄存器2（VER2）,偏移地址：0x2

位域读写值描述复位值

15-0 VER2 R 版本高16位（十六进制格式） 0x1110

6.3 开出寄存器1（DOUT1）,偏移地址：0x4 PIN 定义 PIN 定义

1 +5V 2 +5V

3 DIN1 4 DIN2

5 DIN3 6 DIN4

7 DIN5 8 DIN6

9 DIN7 10 DIN8

11 GND 12 GND

13 DOU1 14 DOU2

15 DOU3 16 DOU4

17 DOU5 18 DOU6

19 DOU7 20 DOU8

21 DOU9 22 DOU10

23 DOU11 24 DOU12

25 DOU13 26 DOU14

27 DOU15 28 DOU16

29 DOU17 30 DOU18

31 DOU19 32 DOU20

33 DOU21 34 DOU22

35 DOU23 36 DOU24

37 GND 38 GND

39 EC/T 40 +5V JP4

38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8

37 35 33 31 29 27 25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 6

5 4

3 1 2

39 40

合集下载

8bit高速数据采集卡M2i.20xx系列

M2i.20xx系列主要特性：

高达200MS/s 2通道，100MS/s 4通道

所以通道同步采样

每通道独立ADC和放大器

7个输入量程：±50mV到±5V

高达4GSample内存

512MSample标配内存

窗口、脉宽、Re-arm、或/与触发

程控输入偏置±400%

每个系统内可同步16块板卡，和通过系统同步达271块板卡同步

ABA模式选项：通过触发结合数据记录仪和快速数字化仪的功能

针对Windows和Linux多种软件支持

32位66MHz PCI总线接口

兼容32/64位PCI和PCI-X

兼容3.3V和5VPCI I/O电压

最大数据传输245MByte/s

M2i.20xx家族

M2i.20xx系列板卡产品是专为快速、高质量的数据采集需要而设计的。每通道都具有单独的A/D转换器和程控输入放大器。在2通道之间没有任何相位延迟的情况下，允许其以8位的精度记录信号。输入信号能够由软件选择7个输入量程，并且在一个输入范围内程控可达±400%的偏置。超大的板载内存允许在高采样率下长时间的记录数据。所有四个M2i.20xx系列板卡的集成板载内存均可用于当前活动通道。FIFO模式也是集成于板卡之上的。在PC上或用于硬盘的数据时，板卡可为在线处理获得持续数据。

PCI/PCI-X PCI Express 1 通道 2 通道 4 通道

M2i.2020 M2i.2020-exp 50 MS/s 50 MS/s

M2i.2021 M2i.2021-exp 50 MS/s 50 MS/s 50 MS/s

M2i.2030 M2i.2030-exp 200 MS/s 100 MS/s

M2i.2031 M2i.2031-exp 200 MS/s 200 MS/s 100 MS/s

一种基于PCI9656的64位PCI高速数据采集卡的设计与实现

第４８卷第１Ｏ期　２００８年ｌ０月　电玩技　

Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｏ１．４８　Ｎｏ．１Ｏ　Ｏｃｔ．２００８　

文章编号：１００１—８９３Ｘ（２００８）１０—００９６—０３　

一种基于ＰＣＩ９６５６的６４位ＰＣＩ高速　

数据采集卡的设计与实现　

陈沁瑜，范永宏　

（中国西南电子技术研究所，成都６１００３６）　

摘要：介绍了ＰＣＩ９６５６的内部硬件结构，重点说明了基于ＰＣＩ９６５６实现的采集卡的硬件配置及时　

序控制，最后简单介绍了采集卡驱动程序的设计与实现。该采集卡与以往的同类采集卡相比，提高　了采集速率，可用于３２／６４位系统环境，实现信号处理检前数据采集。　关键词：数据采集；ＰＣＩ总线协议；Ｗｉｎｄｏｗｓ驱动程序模型；程序设计　中图分类号：ＴＮ９１９　文献标识码：Ａ　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　６４ｂｉｔ　Ｈｉｇｈ——ｓｐｅｅｄ　Ｄａｔａ　

Ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ　Ｃａｒｄ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＣＩ９６５６　

ＣＨＥＮ　Ｑｉｎ—ｙｕ，ＦＡＮ　一ｈｏｎｇ　

（Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００３６，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ＰＣＩ９６５６　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｉｍｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ　ｃａｒｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＣＩ９６５６　ｉｓ　ｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ，ａｎｄ　ｆｉｎａｌｌｙ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚａ－　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ　ｃａｒｄ　ｄｒｉｖｅｒｓ　ｉｓ　ｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅ　ｃａｒｄ　ｈａｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｒａｔｅ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｋｉｎｄ．Ａｎｄ　ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃｏｌｌｅｃｔ　ｕｎｃｈｅｃｋｅｄ　ｄａｔａ　ｉｎ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｉｎ　３２／６４　ｂｉｔ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄａｔａ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ；ＰＣＩ　ｂｕｓ—ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＷＤＭ；ｐｒｏｇｒａｍ　ｄｅｖｏｌｏｐｍｅｎｔ　

PCI-3150 高速模拟量输入输出数据采集卡说明书

PCI 高速模拟量输入输出数据采集卡

5-4

5-2PCI-3150

2通道40MHz模拟量同步输入(A/D)，2通道40MHz模拟量同步输出(D/A)数据采集卡

特性

概述

规格2通道模拟量输入每通道40 MS/s A/D转换12 Bit A/D 分辨率16 MB 缓存模拟量，数字量，软件触发方式2通道模拟量输出具有任意波形输出模式40MS/s D/A 转换/通道12 Bit D/A 分辨率模拟重建滤波器16 MB 波形输出缓存在板DDS提供1Hz的采样时钟16通道数字量DIO，任意选择输入输出2路计数器/定时器143MHz,32位的DSP处理器支持的操作系统 Windows 98/2000/NT/XP/Linux

推荐软件 VB/VC++/BCB/DelphiCVI, Mathlab

驱动支持用于Windows98/2000/NT/XP的DLL

PCI-3150是一个低成本的高速数据采集卡，板上集成16M(64MB可选)和32位143MHz的DSP处理器,提供足够长的模拟信号数据绝无数据丢失。提供2个同步模拟信号输入端口，和宽电压输入范围。PCI-3150是理想的通讯应用比如:通讯数据分析。40MS/s采样率,在板的RAM和DSP处理可以作为理想的无数据丢失的记录仪。具有12位的精度，高速数据采集，灵活的触发方式，是高速数据采集的理想产品。在板的DSP处理器可预处理密集的数据，比如:FFTs和数据过滤，释放主机作为更高级的算法和控制。外部的时钟和触发特点允许多块卡在同一个系统主机下。PCI-3150是PCI的Plug-and-Play,数字自动校准技术，板上没有跳线和电位器。

数字I/O模拟输入输入通道：2通道(同步输入)输入阻抗：1MΩor50Ω(75Ω可选)软件选择耦合：AC or DC 软件选择输入带宽：70MHz(3dB)精度：12位输入范围：±50mV,±100mV,±200mV, ±500mV, ±1V,±2V,±5V 软件选择共态抑制比：46dB (at DC)增益精度：+/-0.1dB相对于满量程(at 100kHz)零点精度：0.1%量程 +/-1mV(at DC)DNL(微分非线性): <1 LSB (无变化) INL(积分非线性): <4 LSB SNR(信噪比): 64dB (500 kHz input, 1Vpp range) SFDR(无杂散动态范围): 60dB (1Vpp range) 触发: 来源:任意输入通道,Ext, S/W, Dig I/O 级别:256个台阶斜坡:+ or - 外部:±4V, 100kΩ Zin, 50 ns min脉冲带宽采样速率：内部时钟: 10k to 40MS/s(1Hz精度)单通道 10k to 20MS/s(1Hz精度)双通道软件控制独立的输出时钟外部时钟: >=4x采样速率输入或输出100kΩ Zin,80MHz最大存储器：16MB（64MB可选)PCI: 32bit,33 MHz总线连续控制,全速80MB/s到PC存储器输入通道：16通道(2个8位端口),可选输入或输出输入高电平：2.0 - 5V最大，输入低电平: 0.8 - 0V最小输出高电平: 2.4V max @ 24mA 输出低电平: 0.4V min @ 24mA 上电状态：输入(高阻态) 计数器/定时器: 通道：2 (24 bits) , 时钟: 内部A/D or D/A时钟速度: 80 MHz Max , 模式: 8254 modes 1, 2, 3, 5 物理特性

高速同步数据采集卡设计

任达千;杨世锡;严拱标;刘颖峰

【期刊名称】《机电工程》

【年(卷),期】2003(020)002

【摘要】提出了一种数据采集卡的设计方案,应用maxim的A/D芯片MAX125实现了8通道高速同步采集.预处理电路、A/D转换和FIFO缓存集成在同一块电路板上,组成一个功能比较完善的模块,可方便地应用于旋转机械的状态监测和故障诊断.

【总页数】3页(P41-43)

【作者】任达千;杨世锡;严拱标;刘颖峰

【作者单位】浙江大学,机械与能源学院,浙江,杭州,310027;浙江大学,机械与能源学院,浙江,杭州,310027;浙江大学,机械与能源学院,浙江,杭州,310027;浙江大学,机械与能源学院,浙江,杭州,310027

【正文语种】中文

【中图分类】TP274

【相关文献】

1.基于同步数据采集卡的加速度同步采集系统设计 [J], 张玉祥;刘明春

2.阿尔泰推出首款高速同步自校准数据采集卡PXI8510 [J],

3.凌华科技推出4通道16位800kS/s高速同步数据采集卡 [J],

4.4通道16位800kSPS高速同步数据采集卡 [J],

5.北京阿尔泰科技推出首款高速同步自校准数据采集卡PXI8510 [J], 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

PCI-e高速数据采集卡的驱动与上位机软件设计

孙文硕;赛景波

【摘要】为了解决采集卡与上位机之间的海量数据传输问题,结合自行开发的高速数据采集卡,提出了一种基于PCI-e高速数据采集卡的设备驱动与上位机软件的开发方案.该方案对使用WinDriver开发设备驱动的开发步骤以及DMA传输的实现方法进行了介绍,对利用LabWindows/CVI设计上位机软件的方法予以阐述,并利用DLL动态链接库解决了采集卡与应用程序之间的通信.实验结果表明,在PCI-e

X1链路下,数据采集速度可达到182MB/s,能够满足高速数据采集的要求.

【期刊名称】《电子器件》

【年(卷),期】2015(038)005

【总页数】5页(P1126-1130)

【关键词】高速数据采集;设备驱动;PCI Express;WinDriver;动态链接库

【作者】孙文硕;赛景波

【作者单位】北京工业大学,电子信息与控制工程学院,北京100022;北京工业大学,电子信息与控制工程学院,北京100022

【正文语种】中文

【中图分类】TP919

EEACC：7210G

doi：10.3969/j.issn.1005-9490.2015.05.030

随着电子技术的高速发展，对数据采集的要求迅速提高。在实际应用中，海量数据的信息处理、高帧频图像的数据采集以及在线视频的实时显示的实现，均需要以高速率的数据传输作为前提

［1］。如何实现海量数据的高速、实时传输是采集系统设计中需要解决的主要问题。

高速数据采集卡是数据采集和处理的硬件前端，通过总线接口与PC机进行数据通信。传统的PCI总线不能满足高带宽传输，需要寻求一种新的总线协议，因此出现了PCI Express总线，即PCI-e总线。PCI-e总线是取代PCI总线的新一代总线技术，采用了点对点串行连接，为每个设备分配独享的通道带宽，充分保证了每个设备的带宽资源，仅X1通道的单向传输速度可达2.5 Gbit/s，并有很大的拓展空间，能够满足海量数据传输的要求

高速数据采集系统的设计

电子测量技术　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ　ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　第２９卷第３期　

２００６年６月　

高速数据采集系统的设计　

吴　量　

（中国科学院上海技术物理研究所上海２０００８３）　

摘要：文中结合数据采集在航天遥感中的应用，介绍了采用ＦＰＧＡ和ＳＲＡＭ来设计数据采集系统的方案。此　

种设计方案结构灵活、控制简单、可靠性高。基于高速电路中易出现的噪声和干扰，讨论了抑制干扰的一些措　

施。　关键词：现场可编程门阵列；高速数据采集；干扰　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　

（Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０００８３）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ，ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　

ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＦＰＧＡ　ａｎｄ　ＳＲＡＭ　ｉｓ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｉｔ　ｉｓ　ｅａｓｉｌｙ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ，ａｎｄ　ｈａｓ　ｈｉｇｈ　

ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ａｎｔｉ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｎｏｉｓｅ　ｉｓ　ｃｏｍｍｏｎ　ｉｎ　ｈｉ　ｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＰＧＡ；ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　

１　系统结构　

我们搭建的数据采集系统应用于中分辨率成像　

光谱仪的地面接收装置中。由于要满足中分辨率成　

像光谱仪触发采样、平稳传输的要求，系统对输入　

基于 PXI Express 的托卡马克同步数据采集系统设计

第４８卷第１期　２０１４年１月　原子能科学技术　Ａｔｏｍｉｃ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．４８，Ｎｏ．１　

Ｊａｎ．２０１４　

基于ＰＸＩ　Ｅｘｐｒｅｓｓ的托卡马克　

同步数据采集系统设计　

刘　睿　。，郑　玮　。，张　明　，翁楚桥　，庄　革　，丁同海　，于克训　

（１．华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室，湖北武汉４３００７４；　２．华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉４３００７４）　

摘要：随着Ｊ—ＴＥＸＴ装置的发展，原有的数据采集系统在稳定性、模块化、采样率等方面已不能满足装置　运行的需要，所以需建立一套新的数据采集系统来满足实验需求。本文介绍了基于ＰＸＩ　Ｅｘｐｒｅｓｓ的托　卡马克分布式高速同步数据采集系统的设计与实现。系统的采集单元由ＰＸＩｅ机箱ＮＩ　ＰＸＩｅ一１０６２Ｑ、　ＰＸｌｅ控制器ＮＩ　ＰＸＩｅ－８１３３和高速同步数据采集卡ＮＩ　ＰＸＩｅ一６３６８组成，兼容ＩＴＥＲ　ＣＯＤＡＣ最新标准，　具有良好的机械封装性、模块化程度高和高采样率等优点。系统采用同步差分采集方式采集实验数据，　并将数据存储于核聚变领域通用的ＭＤＳｐｌｕｓ数据库中。测试和使用结果表明，系统能在２　ＭＳｐｓ采样　率下连续稳定工作，可较好地满足装置运行的需要。　关键词：托卡马克；ＰＸＩ　Ｅｘｐｒｅｓｓ；数据采集；ＭＤＳｐｌｕｓ　中图分类号：ＴＬ６２　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００—６９３１（２０１４）０１—０１６９—０６　ｄｏｉ：１０．７５３８／ｙｚｋ．２０１４．４８．０１．０１６９　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｔｏｋａｍａｋ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｄａｔａ　Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　

Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＸＩ　Ｅｘｐｒｅｓｓ　

ＬＩＵ　Ｒｕｉ　，ＺＨＥＮＧ　Ｗｅｉ　，ＺＨＡＮＧ　Ｍｉｎｇ　，ＷＥＮＧ　Ｃｈｕ—ｑｉａｏ　，　

ＺＨＵＡＮＧ　Ｇｅ　一，ＤＩＮＧ　Ｔｏｎｇ—ｈａｉ　一，ＹＵ　Ｋｅ—ｘｕｎ　，　

用CPLD实现的PC104总线标准多通道同步数据采集板卡

余芳;王文志

【期刊名称】《电力科学与工程》

【年(卷),期】2004(000)001

【摘要】介绍了一种基于PC104总线的多通道高速同步数据采集卡的设计方法,硬件上采用CPLD进行控制逻辑设置,简化了硬件电路,同时也提高了其使用的简易性和配置的灵活性,具有准确和快速的特点.

【总页数】3页(P71-73)

【作者】余芳;王文志

【作者单位】武汉大学,电气工程学院,湖北,武汉430072;武汉大学,电气工程学院,湖北,武汉430072

【正文语种】中文

【中图分类】TP274

【相关文献】

1.基于PC104和CPLD的高速/多通道数据采集系统的设计与实现 [J], 梅红伟;吴学杰;商秋芳;庞维

2.基于CPLD的多通道数据采集系统设计与实现 [J], 李毅;荆涛

3.基于CPLD和AD7865的多通道数据采集系统的设计与实现 [J], 刘静;姜恒;石晓原;郑善军

4.基于CPLD的多通道高速数据采集系统的设计与实现 [J], 卢胜男;陈光;张凤磊;马建刚;白文博

5.一种新型多板卡的多通道同步采集实现技术 [J], 吴可

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基于FPGA的高速数据采集卡的设计(毕业设计)

本科毕业设计说明书

基于FPGA的高速数据采集卡的设计

DESIGN OF HIGH-SPEED DATA ACQUISITION CARD

BASED ON FPGA

学院（部）：电气与信息工程学院

专业班级：

学生姓名：

指导教师：

年月日

１基于FPGA的高速数据采集卡的设计

摘要

论文还从宏观和微观两个方面来分析数据采集卡的各个组成部分。从宏观上分析了采集系统中各个芯片间的数据流向、速度匹配和具体通信方式的选择等问题。使用乒乓机制降低了数据处理的速度，来降低FPGA中的预处理难度，使FPGA处理时序余量更加充裕。在ARM与FPGA通信方式上使用DMA传输，大大提高了数据传输的速率，并解放了后端的ARM处理器。设计从宏观上优化数据传输的效率，充分发挥器件的性能，并提出了一些改进系统性能的方案。从微观实现上，数据是从前端数据调理电路进入AD转换器，再由FPGA采集AD转换器输出的数据，后经过数据的触发、成帧等预处理，预处理后的数据再传输给后端的ARM处理器，最后由ARM处理器送给LCD显示。微观实现的过程中遇到了很多问题，主要是在AD数据的采集和采集数据的传输上。在后期的系统调试中遇到了采集数据错位、ARM与FPGA通信效率低下，还有FPGA中预处理时序紧张等问题，通过硬件软件部分的修改，问题都得到一定程度的解决。

在整个数据采集卡的设计过程中还遇到高速PCB设计、硬件设计可靠性、设计冗余性和可扩展性等问题，这些都是硬件设计中的需要考虑和重视的问题，在论文的最后一章有详细论述。

关键词：高速数据采集,触发,高速PCB设计,高速ADC

安徽理工大学毕业设计

２

DESIGN OF HIGH-SPEED DATA ACQUISITION CARD