一種支持LabVIEW的數(shù)據(jù)接口平臺(tái)實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸是信號(hào)處理中很重要的環(huán)節(jié)，在通信、圖像處理等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。FPGA在其中數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中扮演了重要的角色，一般的FPGA編程都是用VHDL，Verilog語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)的，這兩種代碼形式的硬件描述語(yǔ)言，一直是主流的FPGA開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)語(yǔ)言。
　　 本設(shè)計(jì)目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)接口平臺(tái)，該平臺(tái)主要用到了FPGA作為數(shù)據(jù)接口的控制結(jié)構(gòu)，它沒(méi)有用傳統(tǒng)的硬件描述語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)FPGA程序，而是采用LabVIEW語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接口

2、平臺(tái)的開(kāi)發(fā)。這樣做有以下兩個(gè)特點(diǎn):
　　 一、LabVIEW是一種圖形化的語(yǔ)言，它具有形象、直觀以及簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。LabVIEW軟件提供了許多數(shù)據(jù)處理的庫(kù)函數(shù)以及相關(guān)硬件的庫(kù)文件供開(kāi)發(fā)人員使用，使得FPGA的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)變得非常簡(jiǎn)潔，免去了許多較為底層的基礎(chǔ)函數(shù)的開(kāi)發(fā)和調(diào)試過(guò)程，大大加速了開(kāi)發(fā)進(jìn)程;同時(shí)，該平臺(tái)可以使善于LabVIEW語(yǔ)言編程的開(kāi)發(fā)人員可以在不懂HDL語(yǔ)言的情況下，毫無(wú)門檻的開(kāi)發(fā)FPGA程序，該平臺(tái)完全支持LabVIE

3、W。
　　 二、使用LabVIEW語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)接口平臺(tái)，可以在一定程度上兼容NI（美國(guó)國(guó)家儀器公司）的相關(guān)數(shù)據(jù)采集模塊，比如其15針標(biāo)準(zhǔn)接口的數(shù)據(jù)采集卡。NI CRIO是NI開(kāi)發(fā)的可重復(fù)配置的高可靠性嵌入式工業(yè)控制器，具有豐富的軟硬件資源，多種I/O模塊連接各種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。靈活開(kāi)放的LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境在簡(jiǎn)化FPGA編程復(fù)雜度的同時(shí)，還能確保在硬件平臺(tái)上通過(guò)交互式的調(diào)試實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的控制策略。然而，NI的儀器在使用的過(guò)程中對(duì)于用

4、戶來(lái)說(shuō)有某些限制，比如其CRIO機(jī)箱的插槽數(shù)目，一定程度上限制了數(shù)據(jù)采集通道的數(shù)量。故而我們希望能開(kāi)發(fā)一種可以兼容其功能，同時(shí)又能靈活自由的根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)自定義的數(shù)據(jù)接口平臺(tái)。因而，我們嘗試做這樣一種兼容NI系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺(tái)是有意義的。
　　 具體實(shí)現(xiàn)的方案是:
　　 硬件上，主要由FPGA組成，提供數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)I/O等多種功能，并通過(guò)PC104對(duì)外提供PCI接口實(shí)現(xiàn)通信，兩者之間通過(guò)PCI總線進(jìn)行連接。
　　

5、 軟件上，主要圍繞PCI9054芯片的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信以及相應(yīng)的處理。上位機(jī)作為主控設(shè)備，控制和FPGA之間雙向的通信，包括命令和數(shù)據(jù)的傳輸。上位機(jī)設(shè)置雙向的數(shù)據(jù)傳輸方式，上位機(jī)往FPGA方向上的數(shù)據(jù)采用Block DMA，指令的發(fā)送采用直接寫PCI總線的方式;FPGA往上位機(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)Scatter/Gather DMA模式來(lái)傳輸，指令的發(fā)送統(tǒng)一和數(shù)據(jù)一樣通過(guò)該DMA模式傳輸。FPGA和上位機(jī)也承擔(dān)著各種的數(shù)據(jù)接收和校驗(yàn)等處理。P