基于ZYNQ芯片的数据采集传输系统和方法技术方案

本申请涉及一种基于ZYNQ芯片的数据采集传输系统和方法。所述系统包括：AD9361接口模块、触发模块、采集模块、PS侧和存储模块；通过AD9361接口模块接收外部模拟信号并对外部模拟信号进行转换，得到基带传输数据；通过触发模块获取并识别PS侧发送的数据采集指令，并将识别后的数据采集指令发送到采集模块触发数据采集；通过采集模块根据识别后的数据采集指令对基带传输数据进行选择性采集，并将采集数据传输至PS侧；最后通过存储模块存储PS侧转发的采集数据。根据本申请构建的数据采集传输系统，可以实现数据的连续采集和传输，有效提高数据采集传输速率并保证了数据的连续性，成本低且操作方便。低且操作方便。低且操作方便。

【技术实现步骤摘要】
基于ZYNQ芯片的数据采集传输系统和方法


[0001]本申请涉及通信传输
，特别是涉及一种基于ZYNQ芯片的数据采集传输系统和方法。

技术介绍

[0002]在使用FPGA(Field Programmable Gate Array，可编程阵列逻辑)开发数字基带的过程中，会需要实时对信号进行观测，特别是当无线信号(I/Q信号)出现异常时，需要实时的对当前异常信号进行分析，从而更好的解决，但是I/Q信号存在着速度快，数据量大的特点，实时的采集和分析存在着较大的难题，但这又是开发过程中不得不面对的问题。
[0003]传统的对高速的数字信号进行观察的方法一般是两种，一种是通过外部采集设备对信号进行采集分析：如频谱仪对信号进行采集，之后导出对信号进行分析，但是频谱仪价格昂贵，成本过高，或者是采购特定的数字采集板卡，对信号进行实时采集，类似于频谱仪但是成本略低于频谱仪。第二种是通过芯片内部的资源对信号进行观察，比如Xilinx自带的ILA(Integrated Logic Analyzer，集成逻辑分析器)，无需编程，直接导入模块就能观察信号，但是对芯片的资源消耗较大，影响数字基带正常的工作。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决信号连续传输和实时传输的基于ZYNQ芯片的数据采集传输系统和方法。
[0005]一种基于ZYNQ芯片的数据采集传输系统，所述系统包括AD9361接口模块、触发模块、采集模块、PS侧和存储模块：
[0006]其中，AD9361接口模块用于接收外部模拟信号并对外部模拟信号进行转换，得到基带传输数据；
[0007]触发模块分别与PS侧和采集模块连接，用于获取并识别PS侧发送的数据采集指令，并将识别后的数据采集指令发送到采集模块触发数据采集；
[0008]采集模块分别与AD9361接口模块、触发模块和PS侧连接，用于根据识别后的数据采集指令对基带传输数据进行选择性采集，并将采集数据传输至PS侧；
[0009]存储模块与PS侧连接，用于存储PS侧转发的采集数据。
[0010]在其中一个实施例中，AD9361接口模块、触发模块、采集模块和PS侧安装在ZYNQ芯片中，且AD9361接口模块、触发模块和采集模块安装在ZYNQ芯片的PL侧。
[0011]在其中一个实施例中，AD9361接口模块包括AD9361芯片、LVDS模块、FIFO
‑
DATA模块和第一AXI
‑
LITE模块；
[0012]AD9361芯片用于通过天线获取外部模拟信号并对外部模拟信号进行模数转换，得到数字信号；
[0013]LVDS模块用于获取数字信号并进行数据转换，得到基带传输数据；
[0014]FIFO
‑
DATA模块用于将基带传输数据进行输出；其中，基带传输数据的输出模式由
第一AXI
‑
LITE模块进行配置，且根据第一AXI
‑
LITE模块对AD9361接口模块进行时序校正。
[0015]在其中一个实施例中，触发模块包括第二AXI
‑
LITE模块和控制模块；
[0016]第二AXI
‑
LITE模块用于获取PS侧通过AXI协议发送的数据采集指令，数据采集指令寄存在第二AXI
‑
LITE模块中；
[0017]控制模块用于对第二AXI
‑
LITE模块中寄存的数据采集指令进行数据采集类型识别，并将识别后的数据采集指令发送到采集模块触发数据采集。
[0018]在其中一个实施例中，控制模块用于对第二AXI
‑
LITE模块中寄存的数据采集指令进行数据采集类型识别，并将识别后的数据采集指令发送到采集模块触发数据采集，包括：
[0019]当控制模块识别数据采集指令为连续采集指令时，将连续采集指令发送到采集模块，触发采集模块对基带传输数据进行任意时间长度和任意起止时间点的连续数据采集；
[0020]当控制模块识别数据采集指令为数据帧采集指令时，将数据帧采集指令发送到采集模块，触发采集模块对基带传输数据中的不同类型的数据帧进行识别，并采集具有相同类型特征的数据帧；
[0021]当控制模块识别数据采集指令为信道抗干扰采集指令时，将信道抗干扰采集指令发送到采集模块，触发采集模块对基带传输数据所处的当前信道进行干扰识别，并采集当前信道中的干扰信号。
[0022]在其中一个实施例中，采集模块包括乒乓缓存模块和AXI
‑
DMA模块；
[0023]乒乓缓存模块用于对基带传输数据进行连续缓存；乒乓缓存模块包括乒乓模块、两路先进先出缓存器和自定义AXI
‑
HP模块；
[0024]其中，乒乓模块用于对基带传输数据进行先进先出缓存，并在不同的时间点将基带传输数据缓存在两路先进先出缓存器中；自定义AXI
‑
HP模块用于读取两路先进先出缓存器中缓存的基带传输数据并根据识别后的数据采集指令进行选择性采集，并将采集数据传输至AXI
‑
DMA模块中；
[0025]AXI
‑
DMA模块用于进行PL侧与PS侧之间的数据传输，将采集数据转发至PS侧。
[0026]在其中一个实施例中，乒乓模块用于对基带传输数据进行先进先出缓存，并在不同的时间点将基带传输数据缓存在两路先进先出缓存器中，包括：
[0027]乒乓模块通过计数器对基带传输数据进行先进先出缓存，在第一个时间周期内，将基带传输数据写入第一路先进先出缓存器中；在第二个时间周期内，将基带传输数据写入第二路先进先出缓存器中，同时通过自定义AXI
‑
HP模块读取第一路先进先出缓存器中缓存的基带传输数据，并根据识别后的数据采集指令对基带传输数据进行选择性采集；在第三个时间周期内，将基带传输数据写入第一路先进先出缓存器中，同时通过自定义AXI
‑
HP模块读取第二路先进先出缓存器中缓存的基带传输数据，并根据识别后的数据采集指令对基带传输数据进行选择性采集；重复上述数据缓存和数据采集步骤，直至完成所有基带传输数据的缓存和采集。
[0028]在其中一个实施例中，自定义AXI
‑
HP模块包括信号识别模块、自定义AXI
‑
STREAM模块速率监控模块和速率监控模块；
[0029]信号识别模块用于根据识别后的数据采集指令对两路先进先出缓存器中缓存的基带传输数据进行信号识别，并根据识别得到的信号类型对基带传输数据进行选择性采集，得到采集数据；
[0030]自定义AXI
‑
STREAM模块用于通过写数据通道将采集数据传输至AXI
‑
DMA模块，AXI
‑
DMA模块通过对应的写数据通道将采集数据写入DDR内存中，PS侧通过读取DDR内存中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ZYNQ芯片的数据采集传输系统，其特征在于，所述系统包括AD9361接口模块、触发模块、采集模块、PS侧和存储模块：其中，所述AD9361接口模块用于接收外部模拟信号并对所述外部模拟信号进行转换，得到基带传输数据；所述触发模块分别与所述PS侧和采集模块连接，用于获取并识别PS侧发送的数据采集指令，并将识别后的数据采集指令发送到所述采集模块触发数据采集；所述采集模块分别与所述AD9361接口模块、触发模块和PS侧连接，用于根据识别后的数据采集指令对所述基带传输数据进行选择性采集，并将采集数据传输至PS侧；所述存储模块与所述PS侧连接，用于存储所述PS侧转发的采集数据。2.根据权利要求1中所述的系统，其特征在于，所述AD9361接口模块、触发模块、采集模块和PS侧安装在ZYNQ芯片中，且所述AD9361接口模块、触发模块和采集模块安装在ZYNQ芯片的PL侧。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AD9361接口模块包括AD9361芯片、LVDS模块、FIFO
‑
DATA模块和第一AXI
‑
LITE模块，；所述AD9361芯片用于通过天线获取外部模拟信号并对所述外部模拟信号进行模数转换，得到数字信号；所述LVDS模块用于获取所述数字信号并进行数据转换，得到基带传输数据；所述FIFO
‑
DATA模块用于将所述基带传输数据进行输出；其中，所述基带传输数据的输出模式由所述第一AXI
‑
LITE模块进行配置，且根据所述第一AXI
‑
LITE模块对所述AD9361接口模块进行时序校正。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述触发模块包括第二AXI
‑
LITE模块和控制模块；所述第二AXI
‑
LITE模块用于获取PS侧通过AXI协议发送的数据采集指令，所述数据采集指令寄存在所述第二AXI
‑
LITE模块中；所述控制模块用于对所述第二AXI
‑
LITE模块中寄存的数据采集指令进行数据采集类型识别，并将识别后的数据采集指令发送到所述采集模块触发数据采集。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制模块用于对所述第二AXI
‑
LITE模块中寄存的数据采集指令进行数据采集类型识别，并将识别后的数据采集指令发送到所述采集模块触发数据采集，包括：当所述控制模块识别所述数据采集指令为连续采集指令时，将所述连续采集指令发送到所述采集模块，触发所述采集模块对所述基带传输数据进行任意时间长度和任意起止时间点的连续数据采集；当所述控制模块识别所述数据采集指令为数据帧采集指令时，将所述数据帧采集指令发送到所述采集模块，触发所述采集模块对所述基带传输数据中的不同类型的数据帧进行识别，并采集具有相同类型特征的数据帧；当所述控制模块识别所述数据采集指令为信道抗干扰采集指令时，将所述信道抗干扰采集指令发送到所述采集模块，触发所述采集模块对基带传输数据所处的当前信道进行干扰识别，并采集当前信道中的干扰信号。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集模块包括乒乓缓存模块和AXI
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DMA模块；所述乒乓缓存模块用于对所述基带传输数据进行连续缓存；所述乒乓缓存模块包括乒乓模块、两路先进先出缓存器和自定义AXI
‑
H...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉俊伦，汤伟，罗国棚，梁涛，
申请(专利权)人：湖南智领通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：