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技術(shù)文章

基于ARM+FPGA的高速同步數(shù)據(jù)采集方案

基于ARM+FPGA的高速同步數(shù)據(jù)采集方案

	應(yīng)用背景
眾所周知，大多數(shù)的勘探、觀測(cè)工作都是在嚴(yán)苛的環(huán)境中進(jìn)行的，對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性都有著較高的要求，并且大多情況下要求多參數(shù)同步測(cè)量。北京恒頤針對(duì)勘探、測(cè)控等行業(yè)的特點(diǎn)，推出了基于ARM+FPGA的低功耗、高速率、高精度、多通道同步數(shù)據(jù)采集方案，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)者的要求完成多通道數(shù)據(jù)的同步采集并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。
	應(yīng)用場(chǎng)合
物探分析領(lǐng)域　　　天然氣、石油等地下勘探領(lǐng)域　　　觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域（地震波、頻譜分析）　　　電力調(diào)度系統(tǒng)
	系統(tǒng)架構(gòu)
恒頤高速同步數(shù)據(jù)采集方案，功能特點(diǎn)如下：　　1）通過(guò)系統(tǒng)接口直接與采集終端通訊，完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多通道模擬量、開(kāi)關(guān)量的數(shù)據(jù)采集與A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集終端的控制；　　2）系統(tǒng)設(shè)有FIFO緩存模塊，支持信號(hào)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)采集存儲(chǔ)；　　3）支持采集數(shù)據(jù)的移動(dòng)存儲(chǔ)，可對(duì)采集數(shù)據(jù)通過(guò)存儲(chǔ)卡進(jìn)行存??；　　4）支持10/100M以太網(wǎng)或CDMA/GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)高效率的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。　　系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示：

	系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
恒頤高速同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分：ARM控制器、存儲(chǔ)電路、FPGA邏輯控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、FIFO緩存、電源電路、接口電路等。　　系統(tǒng)具備多通道數(shù)據(jù)采集接口，F(xiàn)PGA邏輯電路控制A/D采集和FIFO緩存模塊，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間不間斷的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；同時(shí)系統(tǒng)具有豐富的外圍控制接口和通信接口，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示，完成RS485/RS232或高速以太網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖所示：

	系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)中具有至關(guān)重要的作用，該方案依托高性能的Linux操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集終端的控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和處理。
	方案優(yōu)勢(shì)
恒頤基于ARM+FPGA的高速同步數(shù)據(jù)采集方案，解決了數(shù)據(jù)采集的同步性問(wèn)題，與以往的數(shù)據(jù)采集方案相比，具有高精度、高速率、多參數(shù)同步測(cè)量、實(shí)時(shí)處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸不受區(qū)域限制等特點(diǎn)。

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