嵌入式学院学员实践项目案例介绍
——基于FPGA的高速数据采集系统
——基于FPGA的高速数据采集系统
1. 项目背景
由于自然界的信号大多是模拟信号,必须经过AD转换后才能进行各种算法处理,因此在信号处理领域,数据采集系统是最重要的组成部分。数据采集系统的速度和精度直接影响信号处理的精度和效果。
数据采集卡是最典型的数据采集系统,可以将AD转换后数据通过计算机的外设接口,比如PCI或者USB接口,送入计算机中进行处理。在普通的计算机内部,PCI接口的传输速度是最快的,而且相对于PCI-E接口电路更成熟,成本更低。因此,大多数的数据采集卡采用了PCI接口形式。
本项目的内容就设计一款基于FPGA的PCI接口数据采集,能够实现数字量和模拟量的采集。同时具备LVDS接口,也可以作为通用的数字信号发生器。
本系统的功能扩展性非常好,可以应用于大多数需要数据采集的场合,比如工业控制,自动化,航空,航天,医疗,信号检测等。
数据采集卡是最典型的数据采集系统,可以将AD转换后数据通过计算机的外设接口,比如PCI或者USB接口,送入计算机中进行处理。在普通的计算机内部,PCI接口的传输速度是最快的,而且相对于PCI-E接口电路更成熟,成本更低。因此,大多数的数据采集卡采用了PCI接口形式。
本项目的内容就设计一款基于FPGA的PCI接口数据采集,能够实现数字量和模拟量的采集。同时具备LVDS接口,也可以作为通用的数字信号发生器。
本系统的功能扩展性非常好,可以应用于大多数需要数据采集的场合,比如工业控制,自动化,航空,航天,医疗,信号检测等。
2. 系统功能说明
数据采集卡可以通过传感器采集现模拟信号;
数据采集卡可以通过摄像头采集图像;
数据采集卡可以通过LVDS接口采集数据;
数据采集卡采用标准PCI接口,支持常用主机环境;
数据采集卡的峰值吞吐率达到132MB/S,平均吞吐率达到50MB/S;
用户可以在PC上观察通过摄像头采集到的现场图像;
用户可以在PC上储存、显示和处理采集到的数据。
数据采集卡可以通过摄像头采集图像;
数据采集卡可以通过LVDS接口采集数据;
数据采集卡采用标准PCI接口,支持常用主机环境;
数据采集卡的峰值吞吐率达到132MB/S,平均吞吐率达到50MB/S;
用户可以在PC上观察通过摄像头采集到的现场图像;
用户可以在PC上储存、显示和处理采集到的数据。
3、硬件需求
名称 | 说明 |
FPGA | Altera Cyclone EP1C6Q240 |
PCI接口芯片 | PLX PCI9054 |
SDRAM | 64Mb |
扩展接口 | Red Logic 1.0 标准接口 |
摄像头 | PAL制式标准摄像头 |
I/O | 12路LVDS 差分输入、输出I/O |
视频输入输出模块 | SAA7113 + SAA7121 |
A/D转换器 | 12bit 电压0-3V |
硬件开发板 |
4、软件需求
名称 | 说明 |
操作系统 | Windows XP |
开发工具 | QuartusII 7.2 /Modelsim 6.0 / Windriver / Windows DDK |
开发语言 | Verilog HDL / C语言 / Visual C++ |
驱动程序 | Windows WDM PCI Driver |
EDA软件 | Orcad 10.1 / Protel DXP |
测试仪器 | 万用表 / 示波器 / 嵌入式逻辑分析仪器 |
Windriver开发环境—PCI设备调试 |
PLXMon – PLX 接口芯片调试 |
Signal Tap II观察PCI时序 |
武汉华嵌中心:武汉洪山区珞喻路鲁巷东方怡景大厦A座6层,电话:027-51783515,027-87780211
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