基于FPGA及CPCI总线的数据采集系统设计

【摘要】：随着对环境要求的不断提高和数据量的逐渐增大,工业现场信号的采集处理对信号采集处理系统的要求也在不断增大,不但要求同时采集路数更多的数据以及获得容量更大的存储空间,而且要求对采集的数据进行处理分析并实时显示分析结果。本文以实验室与某公司合作项目为依托,设计并实现了一套基于FPGA及CPCI总线结构的多通道数据采集系统。其中,数据采集处理系统采用FPGA为处理核心,以此实现各类信号的实时采集和实时处理,并提高数据采集和处理效率。此外,CPCI架构支持热插拔,具有欧式插针型结构,并完全兼容PCI,上述特点适合构建数据采集处理系统。因此,将CPCI架构应用于本文设计的数据采集处理系统。该CPCI总线+FPGA构成的信息采集系统兼顾了灵活性与速度,结合了各项优势。本文第一章介绍了课题研究背景及意义,并结合项目提出了系统需要达到的技术指标;第二章讨论并介绍了系统涉及的相关理论,分析了各个模块的技术指标和系统实际需求,对系统框架进行整体构建;第三章在深入分析CPCI总线传输协议基础上,按照设计指标,完成了系统的硬件设计,并对各个模块进行了具体设计,包括FPGA及其外围器件设计,时钟配置以及电源分配等;第四章设计并完成了系统软件部分采集模块、回放模块,针对所设计系统,搭建了测试环境,对系统各个部分利用软件进行了最终测试,通过测试发现,设计的数据采集系统达到了目标要求的各项指标。
【关键词】：FPGA CPCI 数据采集系统
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP274.2