FPGA數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、FPGA數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)及其原理基于通用信號(hào)處理開發(fā)板，利用技術(shù)控制芯片對(duì)目的模擬信號(hào)采樣，再將采樣量化后的數(shù)據(jù)寫入接口芯片的中，寫滿后采用自動(dòng)觸發(fā)工作方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑C(jī)。利用軟件編寫上位機(jī)實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)交互界面，將傳輸?shù)綑C(jī)上的數(shù)據(jù)進(jìn)展儲(chǔ)存和實(shí)時(shí)回放。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下兩大功能：模塊對(duì)目的模擬信號(hào)進(jìn)展采樣，利用技術(shù)將采樣后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇涌谛酒闹写鎯?chǔ)。運(yùn)用總線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將雷達(dá)回波信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑C(jī)實(shí)時(shí)回放。分為應(yīng)用層、內(nèi)核層和物理層部分。應(yīng)用層和內(nèi)核層主要由軟件實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用層采用開發(fā)用戶界面程序，為用戶提供可視化操作界面。內(nèi)核層基于和開發(fā)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序，主要起應(yīng)用軟件與硬件之間的橋梁

2、作用，把客戶端的控制命令或數(shù)據(jù)流傳到硬件中，同時(shí)把硬件傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)展緩存。物理層主要以為核心，對(duì)接口芯片進(jìn)展控制，通過總線實(shí)現(xiàn)對(duì)中頻信號(hào)采集。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自底向上的方法，從硬件設(shè)計(jì)開場(chǎng)逐步到最終的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)在觸發(fā)信號(hào)下，控制采樣輸入信號(hào)，并存入中。當(dāng)存滿時(shí)，將數(shù)據(jù)寫入接口芯片，同時(shí)切換另一塊接收轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)乒乓存儲(chǔ)，以進(jìn)步效率。模塊的一個(gè)重要作用是控制接口芯片。當(dāng)采樣后，數(shù)據(jù)進(jìn)入模塊，控制數(shù)據(jù)流將其寫入的中，以便于向機(jī)傳輸。的數(shù)據(jù)傳輸形式采用異步和同步切換形式。通過實(shí)測(cè)，前者傳輸速度約為，后者傳輸速度最高可達(dá)，傳輸速度的進(jìn)步可通過更改驅(qū)動(dòng)程序的讀取方式實(shí)現(xiàn)。軟件設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程

3、序設(shè)計(jì)總線傳輸技術(shù)最高速率可達(dá)。本系統(tǒng)采用批量傳輸?shù)男问?。芯片?nèi)部提供了多個(gè)緩沖區(qū)，外部邏輯可對(duì)這些端點(diǎn)緩沖區(qū)直接進(jìn)展讀寫操作。在該種傳輸形式下，數(shù)據(jù)在主機(jī)與外部邏輯通信時(shí)無需的干預(yù)，可大大進(jìn)步數(shù)據(jù)傳輸速度。公司為芯片提供了通用的驅(qū)動(dòng)程序，用戶可根據(jù)需求開發(fā)相應(yīng)的固件程序。模塊程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中模塊的核心作用是控制芯片進(jìn)展采樣。作為高速采樣芯片，其最高采樣速率達(dá)，最大模擬帶寬為。通過改變采樣速率可使該系統(tǒng)采集不同速率需求的信號(hào)，擴(kuò)展了該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。描繪控制數(shù)據(jù)寫入接口芯片的狀態(tài)機(jī)如圖所示。狀態(tài)表示指向，觸發(fā)：，轉(zhuǎn)向狀態(tài)；狀態(tài)表示假設(shè)未滿那么轉(zhuǎn)向狀態(tài)，否那么停留在狀態(tài)；狀態(tài)表示驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)到總線上，

4、通過觸發(fā)寫數(shù)據(jù)到并增加的指針，然后轉(zhuǎn)向狀態(tài)；狀態(tài)表示假設(shè)還有數(shù)據(jù)寫那么轉(zhuǎn)向狀態(tài)，否那么轉(zhuǎn)向完成。上位機(jī)設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，利用在機(jī)上編寫了可視化操作界面，即上位機(jī)。上位機(jī)既用于數(shù)據(jù)采集的控制，同時(shí)也用于采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回放。上位機(jī)界面如圖所示。上位機(jī)主要功能：按下檢測(cè);按鈕，可檢測(cè)是否連接正常，并顯示根本信息。按下開場(chǎng)采集;按鈕，可將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑C(jī)并實(shí)時(shí)回放數(shù)據(jù)波形；再次按下開場(chǎng)采集;按鈕，可暫停數(shù)據(jù)波形回放。按下保存數(shù)據(jù);按鈕，可將采集的數(shù)據(jù)以文件的形式存儲(chǔ)到機(jī)硬盤。按下完畢采集;按鈕，可關(guān)閉采集系統(tǒng)并退出界面；或按下確定;和取消;按鈕，也可直接退出界面。系統(tǒng)實(shí)測(cè)為了測(cè)試數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)，利用通用信號(hào)處理開發(fā)板設(shè)計(jì)了模塊。該模塊產(chǎn)生一個(gè)正弦波作為測(cè)試信號(hào)，通過芯片轉(zhuǎn)換后變?yōu)槟M信號(hào)輸出，并將此輸出信號(hào)接至示波器以便驗(yàn)證系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)的實(shí)物圖及系統(tǒng)實(shí)測(cè)波形與回放波形。完畢語通過實(shí)際測(cè)試，基于的數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)到達(dá)了預(yù)期設(shè)計(jì)的要求。此系統(tǒng)可以對(duì)目的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)展采集，并能對(duì)采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回放，且可將數(shù)據(jù)以文件的形式存入機(jī)硬盤；系統(tǒng)具有高速的采集傳輸功能，上位機(jī)可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地回放數(shù)據(jù)；信號(hào)采集板和處理板共用一套硬件，防止了重復(fù)制板，在實(shí)際調(diào)試時(shí)可方便地在信號(hào)采集與信號(hào)處理的工作形式間來回切換，進(jìn)步了工作效率。原驅(qū)動(dòng)程序官方版本為了滿足