一种带冷却的PCI Express Gen3FPGA波形发生卡,采用FPGA开发软件使用XILINX Vivado 2018.3，基于Verilog‑HDL编写用户的逻辑接口源代码，采用XILINX Virtex FPGA处理器，ZDWV5000提供64位Windows 10设备驱动程序，采用单次或多次触发回放模式产生开放的任意波形，ZDWV5000通过PCI Express Gen3总线连接到计算机主机,主板上安装有涡轮风扇。本发明专利技术能在把开放的任意波形发生卡通过电脑自身的PCI ExpressGen3卡槽安装在主机箱内部时，在5.0Gsps 12bit的高速度下，也能很好地解决其自身的过热现象。
【技术实现步骤摘要】
一种带冷却的PCIExpressGen3FPGA波形发生卡
本专利技术涉及电子通信中的电子信号的发生装置及安全防护，特别是一种带冷却的PCIExpressGen3FPGA波形发生卡。
技术介绍
现代物理通信及实验中，都需要原始的信号发生，特别是在宽带雷达系统、激光雷达系统、微波通信系统、光学测试系统、高能物理测试系统，方便而安全的波形发生卡，是实现其功能的关键一环。Agilent和VXITechnology公司于2004年提出了一种新的仪器总线-LXI(LANExtensionsforInstrumentation)。LXI仪器无须专门的背板总线机箱和零槽控制器，直接利用通用PC的标准LAN接口，很大程度上降低了开发和应用成本。中国专利公开号CN102522967B公开了：一种B类LXI总线任意波形发生器电路，包括B类LXI接口模块、任意波形发生器功能模块以及LED指示模块；B类LXI接口模块包括嵌入式处理器电路、IEEE1588触发管理电路、FLASH存储电路、DDR动态存储电路以及LAN接口通信电路；任意波形发生器功能模块包括总线接口电路、SDRAM存储器电路、FPGA控制电路、时钟产生电路、DAC转换电路、滤波电路、直流偏置电路、衰减电路、高低增益电路和校准电路，总线接口电路的一端与B类LXI接口模块相互连接，本专利技术基于LXI总线标准，提供了一种B类LXI任意波形发生器。其提供了一种带FPGA控制电路的任意波形发生器，但它明确表示：它无法用在PCI卡槽上，这样它就会在与电脑连通时无法紧密地结合在一起。中国专利公开号CN103488244B公开了：一种基于复杂组合触发的波形数据可变速率回放的任意波形发生系统及方法，它提到通过PCI卡槽传递信号,它包括波形数据存取单元，用于完成波形数据的缓冲和内存接口的控制；将来自PCI芯片局部总线32位数据送入FPGA，在FPGA内部经过PCI接口模块转换成256位数据总线以及25位的地址总线后分别写入数据FIFO和地址FIFO；在FIFO的另一侧以内存控制模块输入的时钟读取写入的波形数据和地址，经过握手信号后送入内存控制模块；内存控制模块将输入的波形数据和地址按照内存条的时序写入内存条；在读模式下，由读地址产生模块产生读地址送入内存控制模块，内存控制模块经过延时后将从内存条中读取的波形数据送入到输出数据总线上，同时输出data_valid信号；Read_FIFO将从内存条读取的数据写入FIFO；在read_FIFO的另一侧，FPGA以DA时钟的1/16读取FIFO，并将读取的256位数据送入并串转换模块，转换成16位的数据送入DA进行数模转换；在FPGA内部通过大量的FIFO将连续的读和写转换成间歇式的读写；但它并没有与电脑紧密地安装在一起。带有FPGA开放的任意波形发生卡通过2通过PCIExpressGen3FPGA卡槽与电脑匹配，需要对程序进行大量的创新调整工作。而把开放的任意波形发生卡通过电脑自身的PCIExpressGen3卡槽安装在主机箱内部，在5.0Gsps12bit的高速度下，通常会出现开放的任意波形发生卡自身的过热现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种带冷却的PCIExpressGen3FPGA波形发生卡,它能把开放的任意波形发生卡通过电脑自身的PCIExpressGen3卡槽安装在主机箱内部，在5.0Gsps12bit的高速度下，很好地解决其自身的过热现象。本专利技术的技术方案是：采用FPGA开发软件使用XILINXVivado2018.3，基于Verilog-HDL编写用户的逻辑接口源代码，采用XILINXVirtexFPGA处理器，ZDWV5000提供64位Windows10设备驱动程序，采用单次或多次触发回放模式产生开放的任意波形，ZDWV5000通过PCIExpressGen3总线连接到计算机主机,其特征在于：主板上安装有涡轮风扇。本专利技术进一步的技术方案是:涡轮风扇风量为：10～40CFM，涡轮风扇的厚度为5mm～10mm。当风量过小时，如小于10CFM，达不到冷却的目的，当风量过大时，如大于40CFM，增加了能耗，同时增大的噪音。本专利技术进一步的技术方案是:涡轮风扇风量为：20CFM,涡轮风扇的厚度为7.5mm。涡轮风扇的厚度为7.5mm不仅是可以装入大部分的卡槽中，而且能最有效地产生20CFM的风量。本专利技术再进一步的技术方案是:涡轮风扇的出风口连接有导风管，导风管的出风口指向集成块。本专利技术更进一步的技术方案是：导风管为椭圆形状。本专利技术更进一步的技术方案是：导风管的出风口有2到5个分出风口，其中主主出风口的出风量为总出风量的50%。本专利技术进一步的技术方案是:本专利技术的ZDWV5000最大支持2通道同步信号产生、最高5.0GSPS数据更新率；所述的ZDWV5000支持12bit转换精度、最大板载2GBDDR3存储器、支持外部触发输入或输出、PCIex8Gen3数据传输接口，连续传输率5.0GB/s、FPGA支持用户自定义逻辑开发。本专利技术进一步的技术方案是:模拟信号输入：ZDWV5000具有2个独立的模拟信号输出通道,输入方式选择：第一个为交流耦合，采用Balun耦合，第二个为单端输出，输出阻抗50Ω，输出范围1Vpp。本专利技术进一步的技术方案是:板载信号存储器：ZDWV5000板载128位宽DDR3存储器用于缓存采集数据；DDR3读写数据率为1033MHz，能为用户提供最大128Gb/s的数据吞吐率，支持各种采集模式下的数据并发读写；板载内存容量：2GB，即：总共1Gsample，4通道同时工作时250Msample/每通道。本专利技术进一步的技术方案是：ZDWV5000支持多种触发模式：软件触发；通道触发，任意4个通道均能设置为触发源，触发方式有上升沿大于、下降沿小于阈值触发；阈值窗口触发；外触发，前面板上的4个通用IO均能作为触发源使用，可上沿或下沿触发或各个IO组合逻辑触发；任意波形发生卡的前面板有4个通用IO可以使用。用户可以通过编程自定义这些IO的用途；同时这些IO通过软件设置，可作为输入、输出触发信号使用。本专利技术与现有技术相比具有如下特点：当把任意波形发生卡安装在电脑的机箱中时，因为电脑本身有许多集成块，会产生热量，使得机箱内部温度会增加，加上任意波形发生卡上的集成块也产生热时，使得机箱温度出现过高现象，散问题就显得十分重要了。采用涡轮风扇产生的风，风力（也就是风的压强）比较大，能更好的定点冷却，同时，涡轮风扇它的出风原理，导至其厚度可以比较小，可以满足空间要求，在狭长的地方有特别好的效果。为了更好的利用风量，在较少的出风量人情况下，达到更好的冷却效果，我们采用了对发热元件的定向冷却。涡轮风扇的出风口连接有导风管，导风管的出风口指向集成块。综上所述：本专利技术能在把开放的任意波形发生卡通过电脑自身的PCIExpressGen3卡槽安装在主机箱内部时，在5.0Gsps12bit的高速度下，也能很好地解决其自身的过热现象。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术的详细结构作进一步描述。附图说明附图1为本专利技术的系统框图；附图2为本专利技术的时钟发生器；附图3为外部数据参考输入电路；附图4为外部数据采集时钟输入电路；附图5为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带冷却的PCI Express Gen3FPGA波形发生卡, 采用FPGA开发软件使用XILINX Vivado 2018.3，基于Verilog‑HDL编写用户的逻辑接口源代码，采用XILINX Virtex FPGA处理器，ZDWV5000提供64位Windows 10设备驱动程序，采用单次或多次触发回放模式产生开放的任意波形， ZDWV5000 通过PCI Express Gen3总线连接到计算机主机, 其特征在于：主板上安装有涡轮风扇。
【技术特征摘要】
1.一种带冷却的PCIExpressGen3FPGA波形发生卡,采用FPGA开发软件使用XILINXVivado2018.3，基于Verilog-HDL编写用户的逻辑接口源代码，采用XILINXVirtexFPGA处理器，ZDWV5000提供64位Windows10设备驱动程序，采用单次或多次触发回放模式产生开放的任意波形，ZDWV5000通过PCIExpressGen3总线连接到计算机主机,其特征在于：主板上安装有涡轮风扇。2.根据权利要求1所述的一种带冷却的PCIExpressGen3FPGA波形发生卡,其特征在于：所述的涡轮风扇风量为：10～40CFM，涡轮风扇的厚度为5mm～10mm。3.根据权利要求2所述的一种带冷却的PCIExpressGen3FPGA波形发生卡,其特征在于：所述的涡轮风扇风量为：20CFM,涡轮风扇的厚度为7.5mm。4.根据权利要求2所述的一种带冷却的PCIExpressGen3FPGA波形发生卡,其特征在于：所述的涡轮风扇的出风口连接有导风管，导风管的出风口指向集成块。5.根据权利要求4所述的一种带冷却的PCIExpressGen3FPGA波形发生卡,其特征在于：所述的导风管为椭圆形状。6.根据权利要求4所述的一种带冷却的PCIExpressGen3FPGA波形发生卡,其特征在于：所述的导风管的出风口有2到5个分出风口，其中主主出风口的出风量为总出风量的50%。7.根据权利要求1所述的一种带冷却的PCIExpressGen3FPGA波形发生卡,其特征在于：本发明的ZDWV5000最大支持2通道...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏振华，占建伟，王利涛，范志良，杨文可，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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