一种高通量的光谱数据实时采集与传输装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高通量的光谱数据实时采集与传输装置，包括top模块、DMA模块、AXI互联模块及PS处理模块；所述top模块分别与AXI互联模块和DMA模块连接；所述PS处理模块分别与AXI互联模块和DMA模块连接；所述AXI互联模块与DMA模块连接；所述top模块连接有用于采集光谱数据的CCD探测器，所述PS处理模块连接有脉冲激光器，所述AXI互联模块实现PS处理模块与top模块之间控制命令的交互，所述DMA模块通过AXI互联模块控制实现PS处理模块与top模块之间的光谱数据的传输。本实用新型专利技术采用AXI总线替代了SPI总线，直接由PS处理模块外发实现光谱数据的实时采集以及高通量实时传输。现光谱数据的实时采集以及高通量实时传输。现光谱数据的实时采集以及高通量实时传输。

【技术实现步骤摘要】
一种高通量的光谱数据实时采集与传输装置


[0001]本技术涉及光谱数据采集与传输领域，尤其涉及一种高通量的光谱数据实时采集与传输装置。

技术介绍

[0002]现有光谱仪如拉曼光谱仪、光纤光谱仪等多采用ARM+FPGA，ARM+DSP，DSP+FPGA等架构的多芯片方案，此类方案系统结构复杂，开发维护困难，而且多芯片之间的通信和数据传输受到多芯片之间互联引脚数量的限制，影响传输速度；目前光谱仪多采用的SPI协议，为4线制单线传输；对传输速度要求不高时，此传输方式可满足要求，但对传输速度要求高时，特别要求高通量，高帧频时，受到传输格式的限制，不能满需求。因此，现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是提供一种高通量的光谱数据实时采集与传输装置，实现光谱数据的实时采集及高通量的实时传输。
[0004]本技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种高通量的光谱数据实时采集与传输装置，包括top模块、DMA模块、AXI互联模块及PS处理模块；所述top模块分别与AXI互联模块和DMA模块连接；所述PS处理模块分别与AXI互联模块和DMA模块连接；所述AXI互联模块与DMA模块连接；所述top模块连接有用于采集光谱数据的CCD探测器，所述PS处理模块连接有用于产生激光的脉冲激光器，所述AXI互联模块实现PS处理模块与top模块之间控制命令的交互，所述DMA模块通过AXI互联模块控制实现PS处理模块与top模块之间的光谱数据的传输。
[0005]进一步地，所述AXI互联模块通过AXI_Lite总线与top模块以及PS处理模块连接，实现控制命令的交互；所述DMA模块通过AXI_Stream总线与与top模块以及PS处理模块连接，实现光谱数据的传输；所述DMA模块与AXI互联模块通过AXI_Lite总线连接；所述DMA模块通过PS处理模块的控制命令经AXI_Lite总线进行配置，将top模块处理后的光谱数据传输到PS处理模块。
[0006]进一步地，所述top模块包括：CCD驱动子模块，产生CCD驱动时序，驱动CCD探测器工作并从CCD探测器获取模拟量的光谱数据；AD量化子模块，对CCD探测器获取的模拟量的光谱数据进行AD量化得到数字量的光谱数据；数据处理子模块，对数字量的光谱数据进行数据处理。
[0007]进一步地，所述数据处理子模块对数字量的光谱数据的数据处理包括对1至65535帧光谱数据的求和及1至65535帧范围内任意帧光谱数据的求平均。
[0008]进一步地，所述PS处理模块包括：USB子模块，连接到PC机，将光谱数据传输到PC机；Laser控制子模块，控制激光器，产生激光脉冲。
[0009]本技术对比现有技术有如下的有益效果：本技术提供的高通量的光谱数
据实时采集与传输装置，PS处理模块经由AXI互联模块通过AXI_Lite总线对top模块进行寄存器配置以及对DMA模块进行寄存器地址配置；top模块处理后的光谱数据经AXI_Stream总线通过DMA模块传输至PS处理模块，再由PS处理模块的USB子模块传输至PC机；采用AXI总线替代了SPI总线，经DMA传输后的数据不再经DDR，而是直接由PS处理模块外发，实现光谱数据的实时采集以及高通量实时传输。
附图说明
[0010]图1为本技术实施例的高通量的光谱数据实时采集与传输装置的示意图。
具体实施方式
[0011]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。
[0012]图1为本技术实施例的高通量的光谱数据实时采集与传输装置的示意图。
[0013]请参见图1，本技术实施例的高通量的光谱数据实时采集与传输装置，包括top模块、DMA(Direct Memory Access直接内存访问控制器)模块、AXI(Advanced eXtensible Interface)互联模块及PS处理模块；top模块分别与AXI互联模块和DMA模块连接；PS处理模块分别与AXI互联模块和DMA模块连接；AXI互联模块与DMA模块连接；top模块连接有用于采集光谱数据的CCD(Charge Coupled Device)探测器，PS处理模块连接有用于产生激光的脉冲激光器，AXI互联模块实现PS处理模块与top模块之间控制命令的交互，DMA模块通过AXI互联模块控制实现PS处理模块与top模块之间的光谱数据的传输。
[0014]具体地，AXI互联模块通过AXI_Lite总线与top模块以及PS处理模块连接，实现控制命令的交互；DMA模块通过AXI_Stream总线与与top模块以及PS处理模块连接，实现光谱数据的传输；DMA模块与AXI互联模块通过AXI_Lite总线连接；DMA模块通过PS处理模块的控制命令经AXI_Lite总线进行配置，将top模块处理后的光谱数据传输到PS处理模块。
[0015]具体地，top模块包括：CCD驱动子模块，产生CCD驱动时序，驱动CCD探测器工作并从CCD探测器获取模拟量的光谱数据；AD量化子模块，对CCD探测器获取的模拟量的光谱数据进行AD量化得到数字量的光谱数据；数据处理子模块，对数字量的光谱数据进行数据处理。数据处理子模块对数字量的光谱数据的数据处理包括对1至65535帧光谱数据的求和及1至65535帧范围内任意帧光谱数据的求平均。
[0016]具体地，PS处理模块包括：USB子模块，连接到PC机，将光谱数据传输到PC机；Laser控制子模块，控制激光器，产生激光脉冲。
[0017]具体地，PL模块与PS处理模块采用Zynq7000 SOC芯片，USB子模块主要使用USB3320C
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EZK芯片，Laser控制子模块主要使用TS5A3159QDBVRQ芯片。
[0018]本技术提供的高通量的光谱数据实时采集与传输装置，在实际使用时，具体工作过程如下：
[0019]S1：PS处理模块通过AXI_Lite总线对top模块进行寄存器配置，如积分时间、增益、工作模式等；及对DMA模块进行寄存器地址配置，如DMA的初始寄存器地址；
[0020]S2：PS处理模块通过Laser模块驱动激光器工作，同时经由AXI互联模块通过AXI_Lite总线发送探测器开始工作指令，使得top模块的CCD驱动子模块驱动CCD探测器开始工作，其中CCD探测器的驱动时钟为1
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5MHz，可经AXI_Lite总线通过寄存器配置；
[0021]S3：激光器产生的激光照射在被检测物上发生散射，部分散射光发生红移，即拉曼位移，CCD探测器获取到这种红移后的模拟量光谱数据；
[0022]S4：模拟量光谱数据经AD量化后转换为数字量，数据处理模块后对量化后的光谱数据进行数据处理，主要包含1至65535帧求和及1至65535帧范围内任意帧求平均等；
[0023]S5：处理后的光谱数据经AXI_Stream总线通过DMA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通量的光谱数据实时采集与传输装置，其特征在于，包括top模块、DMA模块、AXI互联模块及PS处理模块；所述top模块分别与AXI互联模块和DMA模块连接；所述PS处理模块分别与AXI互联模块和DMA模块连接；所述AXI互联模块与DMA模块连接；所述top模块连接有用于采集光谱数据的CCD探测器，所述PS处理模块连接有用于产生激光的脉冲激光器，所述AXI互联模块实现PS处理模块与top模块之间控制命令的交互，所述DMA模块通过AXI互联模块控制实现PS处理模块与top模块之间的光谱数据的传输。2.如权利要求1所述的高通量的光谱数据实时采集与传输装置，其特征在于，所述AXI互联模块通过AXI_Lite总线与top模块以及PS处理模块连接，实现控制命令的交互；所述DMA模块通过AXI_Stream总线与top模块以及PS处理模块连接，实现光谱数据的传输；所述DMA模块与AXI互联模块通过AXI_Lite总线连接；所述DM...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗银龙，于永爱，徐晶晶，陈娟，
申请(专利权)人：上海如海光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：