开题报告_基于PCI高速数据采集卡设计word格式.docVIP

基于PCI的高速数据采集卡设计 本课题研究的目的，意义 随着信息科学的飞速发展，人们面临的信号处理任务愈来愈繁重，对数据采集处理系统的要求也愈来愈高。特别是在图像处理、瞬态信号检测、软件无线电等领域，更是要求高速度、高精度、高实时性的数据采集与处理技术。 基于PCI 总线技术的数据采集卡大大提高了数据传送速率，适应能力更强，支持字节、字、双字传输，应用前景广阔。数据采集技术是信息科学的重要分支之一，是一传感器、信号的测量与处理、微型计算机等高技术为基础而形成的一门综合应用技术，其应用性很强。 数据采集系统已在工业、农业、气象、医学等科技部门中获得了广泛应用.例如在飞机和导弹的研制过程中，需要对速度、加速度、压力、温度、振动等一系列物理参数进行数据采集。人们可以通过对信号的测量（获取数据）、处理、控制及管理来实现测、控、管的自动化与一体化。 总之,利用PCI总线的高速特性实时传输和存贮采集数据,有效的解决了数据传输和处理的实时性.PCI总线可以满足从高速到超高速不同等级数据采集卡的需要,基于PCI的高速数据采集卡设计有很大的发展空间,十分广阔的前景。 国内外研究现状 1、国内研究现状 现在，在国内数据的采集的速度能做到的最高速度能达到1G的采样率，但是现在由于AD的采集速度不够，所以国内实现高的采样率所采用的方法主要是通过两个500M采样率的AD芯片来交替的采样。这是一个通道的采样，如果要想同时多路高速采样实现起来是非常的困难，其大量的数据的存储是最大的瓶颈。随着时代的发展，对于信号相关性的要求越来越高，这就要求信号之间必须保持同步；而且对于信号的采集速度要求越来越高；这就给设计者提出了设计多路的、高速的、同步的采集系统的任务。在多路分析系统中，需要多路同步高速数据采集和处理，而目前市场上所能见到的数据采集卡采样率能达到几十兆，并且大部分都是扫描式的采样，而且在通道切换时被切换的通道在采集时需要一定的稳定时间，采集的多路信号很难保证同步，而且这样的采集效率比较低。现在在市场上能保证高速同步的采集卡通道较少、价格非常昂贵，所以也很难满足要求。现在国内的数据采集回放模块单通道在采集时能做到的技术指标如下：转换分辨力为12位；模拟输入范围为正负1伏；全功率输入带宽为500兆赫兹；最大转换率为240兆赫兹。 2、国外研究现状 在国外，由于集成电路技术非常发达，所以高速AD芯片的采样率很高，这样的采集芯片非常昂贵。所以发达国家在数据采集系统方面做得非常好。2006年12月NI公司宣布推出业界必威体育精装版的两款PCI Express高速AD，可以达到与处理器之间每方向200MB/s的吞吐量[9]；如果换用其他的总线方式则是无法实现的。 三 拟采取的研究路线 1 硬件结构 高速数据采集卡的硬件结构见图1。 采集系统使用AD9248 DAC芯片，可以同时对两路模拟信号进行模数转换，每路输入可以选择差分输入或单端输入。它最大的采样率可达65MS／s，采样精度为14bit。数据传输使用了CY7C09449集成芯片，它实现局部总线和PCI总线之间的数据传输。一片FPGA将CY7C09449和AD-9248连接起来。FPGA的作用有两个，其一是控制A／D芯片实现数据转换，其二是和PCI接口芯片交互，实现数据传输。2 数据采集过程PCI总线上，CY7C09449可以处于从设备的地位，接收主机对它的配置寄存器或共享存储区的访问。3 FPGA的逻辑设计FPGA器件要实现的功能是从A／D器件读取数据，然后通过局部总线将数据传送给CY7C09449内部的双端口SRAM。4 驱动程序设计为了加快数据传输速度，驱动程序使用DMA的方式把CY7C09449共享存储区内的数据读取到主机的存储器内。 　　使用DMA数据传输方式，要申请用于存放数据的物理地址连续的内存空间，然后要获取内存空间的物理地址和用户空间地址。 基于PCI总线和SDRAM的高速数据采集卡研制?特木勒; 黄智刚2007-03-30 2. 基于PCI总线高速数据采集卡的SDRAM控制器设计??李木国; 何文涛; 刘于之; 张群; 王静2011-10-25 3. 基于PCI总线和CPLD的高速数据采集卡?俞忠恒; 赵世平2008-03-30 4. 一种基于PCI9656的64位PCI高速数据采集卡的设计与实现?陈沁瑜; 范永宏 2008-10-15 基于PCI和FPGA的高速数据采集卡??司雷; 王勇; 钟恒?2009-02-08 6. 基于PCI9054的数据采集卡??周育辉; 蒋萍萍; 吴兴林?2007-04-15 7.. 基于PCI总线数据采集卡的设计??郭锦山; 何广平?2008-06-10 8. Facilitated PCI: Ist das Konzept gesche