ＰＣ１０４　ｐｌｕｓ接口多通道高速同步数据采集系统技术方案

一种采用ＰＣ１０４ｐｌｕｓ接口的多通道高速同步数据采集系统，由ＡＤＣ模块、ＤＡＣ模块、ＦＰＧＡ器件、ＰＣ１０４ｐｌｕｓ接口芯片和内存模块组成。多路模拟信号由ＡＤＣ模块转化成数字信号，经预处理模块和内嵌算法模块，存入存储器模块中，ＰＣ１０４ｐｌｕｓ主机使用ＤＭＡ方式读取这些数据，然后处理；另外，ＰＣ１０４ｐｌｕｓ主机还可使用ＤＭＡ方式将预置数据存入内存模块中，经过ＤＤＳ控制模块控制ＤＡＣ的输出。由于应用领域不同，对内存模块实现了ＳＲＡＭ和ＳＤＲＡＭ兼容处理，以适合对内存模块速度和存储空间的不同要求。本发明专利技术具有可靠性高，体积小，实时性好，较好的性价比，系统整体功耗小，兼容性强的特点，可以在多种领域得到应用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一、
本专利技术的
：超声波应用、工业检测、工业测量、医学仪器、雷达、仪器仪表、虚拟仪器、软件无线电应用、光纤传感等领域。 二、
技术介绍
高速同步采集系统在很多领域都有应用，但是业内只有PCI和cPCI的高速同步采集卡，没有pc104plus的多通道高速同步数据采集卡。 业内已有的cPCI和PCI采集卡，分别存在着成本较高和可靠性较差的问题。本专利技术的PC104plus的采集系统成本比PCI的高一点，比cPCI要低得多，但是可靠性却不输cPCI的，比PCI插槽的可靠性要强很多；而且一般采集卡只能存储实时数据，而不能做到内嵌算法来适合不同领域；还有一般高速采集卡通道较少，以2路居多。 本专利技术具有可靠性高、体积小、实时性好、较好的性价比、系统整体功耗小、兼容性强、供电方便、便携性好的特点，可以在多种领域得到应用。 三、
技术实现思路
一种采用PC104plus接口的多通道高速同步数据采集系统，由模数转换(ADC)模块、数模转换(DAC)模块、现场可编程(FPGA)器件、PC104plus接口芯片和内存模块组成。外部触发信号通过50欧SMA(Sub-Miniature-A)接口接入，并由整形电路整形成3.3V的方波数字信号，当触发条件有效时(可设定为边沿触发和电平触发)，多路模拟输入信号通过50欧SMA接口同时接入，经前置电路和ADC模块转化成数字信号，数字信号经FPGA中预处理模块和内嵌算法模块处理的结果，在FPGA中的存储器管理模块控制下，存入存储器模块中，PC104plus主机通过PC104plus总线(PC104plus总线是PCI(Peripheral ComponentInterconnect)总线的一种)连接到PC104plus接口芯片，使用直接存储器访问(DMA)的方式读取内存模块中数据，然后根据不同应用进行处理；另外一方面，PC104plus主机还可以通过PC104plus总线连接到PC104plus接口芯片，使用DMA方式将预置数据存入内存模块中，经过FPGA中的直接数字式频率合成器(DDS)控制模块控制DAC的输出，DAC输出信号经前置电路通过50欧SMA接口输出。由于应用领域不同，对内存模块实现了静态随机存储器(SRAM)和同步动态随机存储器(SDRAM)兼容处理，适合对内存模块速度和存储空间的不同要求。 四、附图说明附图1是PC104plus接口多通道高速同步数据采集系统方案图。 附图2是PC104plus接口多通道高速同步数据采集系统实物图。 五、具体实施方式附图1中1：外部触发信号，通过50欧SMA接口接入；--> 附图1中2：外部触发信号整形电路，整形为3.3V数字信号； 附图1中3：ADC模块，采用ADI和TI公司的100Msps以上的ADC芯片； 附图1中4：模拟量输入信号，通过50欧SMA接口接入； 附图1中5：模拟量输入前置电路； 附图1中6：模拟量输出，通过50欧SMA接口输出； 附图1中7：模拟量输出前置电路 附图1中8：DAC模块，采用ADI和TI公司的100Msps以上的DAC芯片 附图1中9：时钟，采用有源晶振； 附图1中10：数字量输入输出(DI/DO)，采用双向缓冲芯片； 附图1中11：内存模块，兼容SRAM和SDRAM； 附图1中12：FPGA芯片，采用Altera公司的cycloneII芯片； 附图1中13：PC104plus主机； 附图1中14：PC104plus的接口芯片； 附图1中15：PC104plus总线(PCI总线)； 采用PC104plus接口的多通道高速同步数据采集系统，由模数转换(ADC)模块、数模转换(DAC)模块、现场可编程(FPGA)器件、PC104plus接口芯片和内存模块组成。外部触发信号通过50欧SMA(Sub-Miniature-A)接口接入，并由整形电路整形成3.3V的方波数字信号，当触发条件有效时(可设定为边沿触发和电平触发)，多路模拟输入信号通过50欧SMA接口同时接入，经前置电路和ADC模块转化成数字信号，数字信号经FPGA中预处理模块和内嵌算法模块处理的结果，在FPGA中的存储器管理模块控制下，存入存储器模块中，PC104plus主机通过PC104plus总线(PC104plus总线是PCI(Peripheral ComponentInterconnect)总线的一种)连接到PC104plus接口芯片，使用直接存储器访问(DMA)的方式读取内存模块中数据，然后根据不同应用进行处理；另外一方面，PC104plus主机还可以通过PC104plus总线连接到PC104plus接口芯片，使用DMA方式将预置数据存入内存模块中，经过FPGA中的直接数字式频率合成 器(DDS)控制模块控制DAC的输出，DAC输出信号经前置电路通过50欧SMA接口输出。由于应用领域不同，对内存模块实现了静态随机存储器(SRAM)和同步动态随机存储器(SDRAM)兼容处理，适合对内存模块速度和存储空间的不同要求。 本专利技术的其中一款实物见附图2所示，主要参数如下： 1)4通道125Msps的12位的ADC； 2)1通道200Msps的14位的DAC； 3)512KB的SRAM，兼容512MB的SDRAM； 4)16路的数字输入输出(DI/DO)。 本专利技术具有可靠性高，体积小，实时性好，较好的性价比，系统整体功耗小，兼容性强的特点，可以在多种领域得到应用。 本专利技术的保护范围有所附权利要求的范围为准。 -->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用ＰＣ１０４ｐｌｕｓ接口的多通道高速同步数据采集系统，其特征为：由ＡＤＣ模块、ＤＡＣ模块、ＦＰＧＡ器件、ＰＣ１０４ｐｌｕｓ接口芯片和内存模块组成；当外部触发有效时，多路模拟输入信号通过５０欧ＳＭＡ接口同时接入，经前置电路和ＡＤＣ模块转化成数字信号，该数字信号经ＦＰＧＡ中预处理模块和内嵌算法模块处理的结果，在ＦＰＧＡ中的存储器管理模块控制下，存入内存模块中，ＰＣ１０４ｐｌｕｓ主机通过ＰＣ１０４ｐｌｕｓ总线连接到ＰＣ１０４ｐｌｕｓ接口芯片，使用ＤＭＡ方式读取所述内存模块中数据，然后根据不同应用进行处理；另外一方面，ＰＣ１０４ｐｌｕｓ主机还可以通过ＰＣ１０４ｐｌｕｓ总线连接ＰＣ１０４ｐｌｕｓ接口芯片，使用ＤＭＡ方式将预置数据存入所述内存模块中，经过ＦＰＧＡ中的ＤＤＳ控制模块控制ＤＡＣ的输出，ＤＡＣ的输出信号经前置电路通过５０欧ＳＭＡ接口输出。

【技术特征摘要】
1.一种采用PC104plus接口的多通道高速同步数据采集系统，其特征为：由ADC模块、DAC模块、FPGA器件、PC104plus接口芯片和内存模块组成；当外部触发有效时，多路模拟输入信号通过50欧SMA接口同时接入，经前置电路和ADC模块转化成数字信号，该数字信号经FPGA中预处理模块和内嵌算法模块处理的结果，在FPGA中的存储器管理模块控制下，存入内存模块中，PC104plus主机通过PC104plus总线连接到PC104plus接口芯片，使用DMA方式读取所述内存模块中数据，然后根据不同应用进行处理；另外一方面，PC104plus主机还可以通过PC104plus总线连接PC104plus接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光宇，
申请(专利权)人：北京奥力劲科技有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]