高速数据采集与存储
2017-11-15 17:11:29            浏览:

1.    方案概述

         高速数据采集系统广泛应用于通信、军事、?#25945;臁?#33322;空、铁路、机械等诸多行业。各行业对数据采集速?#23454;?#38656;求不断提升,同时还需要能够对采集数据进行实时的信号处理。高速ADC/DACFPGA器件性能的不断更新为我们实现高速高性能数据采集系统提供了基础。

          本方案中,Interwiser采用基于 EV10AQ190A 5Gsps ADC采样的FMC子卡与Xilinx FPGA母版搭建了一套完整的高速数据采集、缓存、上传以及存盘的软?#24067;?#31995;统。


2.    方案详细描述 

2.1          系统功能需求描述 

1.     使用5Gsps ADCFPGA以及上?#25442;?#26500;成整个高速数据采集系统的?#24067;?#37096;分; 

2.     通过上?#25442;?span lang="EN-US">PC软件控制ADC进行数据采集; 

3.     ADC采样数据首先通过FPGA缓存在FPGA平台DDR 

4.     FPGA内部实现PCIe DMA IP与上?#25442;?#26500;建数据通道; 

5.     FPGA平台通过PCIe接口将DDR中存储的采样数据上传至上?#25442;?span lang="EN-US">PC中; 

6.     上?#25442;?span lang="EN-US">PC软件完成对上传数据的接收与存盘。 

系统结构示意如图:



2.2   系统方案实现

        以下分别针对系统中?#24067;?#37096;分(FPGA平台、ADC模块子卡)以及软件部分(PCIe接口逻辑、数据采集应用程序等)进行详细描。

 2.2.1  Kintex7 FPGA平台

         InterWiser基于 Kintex7 系列器件,提供可用于搭建数据采集处理系统的?#24067;?#20027;板。平台搭载的主器件从低端到高端涵盖Kintex7-325TKintex7-410T

l       板载ZYNQ XC7Z020 CLG400-1 AP SoC

l       板载Kintex7 325T-2FFG900I(可选410T 

l       ZYNQ PSARM A9双核 

        千兆以太网

        USB串口

        USB-OTG接口

        SD卡槽

        PS MIO扩展接口(8 Pin)

        QSPI Flash 128Mbit

        DDR3 1Gbit

l       ZYNQ PL K7 FPGA高速片间互联

        43LVDS高速互联(86 Pin

l       Kintex7 FPGA

        8G DDR3(SODIMM)

        Samtec扩展IO连接器(48 Pin)

        FMC-HPC扩展连接器

        8 GTX,LA+HA+HB (160Pin)

        PCIe Gen2 x8

 

平台框图以及照片如下:


   

2.2.2  高速ADC模块子卡

 IW-FMC104多通道多模式的10ADC 1.25 GSPS / 2.5 GSPS / 5.0 GSPS 子板。

          IW-FMC104 是一个四通道多模式A / D FMC ADC扩展子卡,完全符合VITA 57.1标准。该卡提供410ADC通道,使通道同时采样42,或1通道,采样速率为2.5 GSPS2通道模式),最高可以调试支持5GSPS采样。

         采样时钟可以通过一个同轴电缆连接外部提供,或由内部时钟源(可选锁定到一个外部参考)提供。另外一个触发输入自定义的采样控制。

         IW-FMC104子卡机械上和电气上是符合所确立的ANSI / VITA 57.1 FMC标准。FMC147具有HPC(高引脚计数)400针连接器,前面板的I / O,并可以用在一个传导冷却环境。

         该设计是基于E2VA / D EV10AQ190芯片组,DDR LVDS输出。模拟信号输入面板?#31995;?#21516;轴连接,并有单独的校准电路微调?#33041;?#30410;,偏移,和相位。

         IW- FMC104通过I2C串行通信总线的时钟源,可以灵活地控制采样频率,校准。此外,该卡配有电源和温度监控,并提供了几种掉电模式,关闭未使用的功能。

 

性能参数

l  10位通道操作

l  2通道2.5 GSPS A / D转换模式

l  2通道选项-C48 2.50 GSPS A / D转换模式(需要校?#21450;?#28155;加到P / N

l  VITA 57.1-2010标准。

l   传导冷却

l  1.25Gsps DDR LVDS输出

l  SSMB连接器,同轴电缆前面板输入

l  单端AC耦合模拟输入。

l  灵活的时钟树实现:

l  内部时钟

l  外部时钟

l   MIL-I-46058C保形涂层标准(可选)

l   HPC - 高引脚数连接器(400针)

平台框图以及照片如下:

                 

2.2.3   PCIe DMA IP

        基于Xilinx PCI Express IP Core开发的PCIE DMA IP,采用DMA数据交换模式,数据传输过 程中不需要经过CPU,传输速率快,充分利用PCIE的带宽;数据在板卡的缓存采用DDRFIFO两种 工作模式做存储;可以工作于WIN7 32位和WIN7 64位系统,最高支持PCIE GEN2X8;包含高速接口的数据处理、PCIE DMA控制、DDR控制、计算机的接口驱动、以及软件应用 程序,提供了整套的PC机高速传输方案。

        该IP实现了PCIE的高速传输,采用PCIE GEN2x8传输的PCIE DMA,上传速度可达3000MB/S 下传速度可达2600MB/S,方案适用于图像传输、高速AD/DA采集等各种高速数据采集。

IP逻辑结构框图如下:


2.2.4  上?#25442;?#36719;件

上?#25442;?#36719;件包含PCIe驱动以及数据采集存储程序。

案例如下:

APP界面

                                     

 

采集结果

采集结果会存储在开启软件的资料目录下:


 

数据格式

ADC10bit输入,输出做了高位扩展成16bit,如下图所示,第一点的数值为H’0062’,第二点为H’0043’依序采集数据.

 

 

Appendix-A :开发平台

        InterWiser可协助用户快速搭建开发环境;根据FPGA计算平台选型,配套提供相应服务器选型、采购与配置。根据用户开发需求,提供相应FPGA开发工具以及相关工具的安装、调试、维护以及技术支持。

                            

Appendix-B:软?#24067;?#35774;计咨询与外包服务

        InterWiser集合了国内外具有资深经验的FPGA软?#24067;?#35774;计工程师以及行业系统应用专家,可根据您的实际需求进行全方位的定制化设?#21697;?#21153;。

我们专长设计的领域包括但不限于:                    

l  FPGA?#24067;?#26495;卡设计

l  FPGA接口逻辑设计

l  外围扩展模块/子卡设计

l  高速数据采集系统设计

l  高速AD/DA模块/子卡设计

l  行业应用算法开发与优化

l  ……

 

 

如有相关需求,请和我们联系。

上一篇:高性能数据采集

下一篇:智能网络互联

ac米兰队歌丰田杯版
微信大富贵赢钱软件挂 微信大小单双玩法图片 山东十一选五推荐 重大时时彩三星走势图 江苏时时开奖走势图表 时时彩计划群是套吗 任我赢pk10软件 最科学的刷反水 江苏时时开奖号码 足球单双玩法介绍 mg娱乐游戏检测 足球竞猜新浪投注 2018最新二八杠游戏 apk用什么软件开发 抢庄牛牛 t6国际登录