分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)鐘同步平臺(tái)硬件研究與設(shè)計(jì).pdf

1、分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、電力系統(tǒng)、地震監(jiān)測(cè)、海洋探測(cè)等諸多領(lǐng)域。對(duì)于分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集的同步性關(guān)系到數(shù)據(jù)采集的有效性以及后續(xù)分析處理的精確度，是一項(xiàng)非常重要的性能指標(biāo)。數(shù)據(jù)采集同步主要通過時(shí)鐘同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)，因此研究時(shí)鐘同步相關(guān)技術(shù)具有較強(qiáng)的工程實(shí)用價(jià)值。
　　為此，本文研發(fā)了分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)鐘同步平臺(tái)。該系統(tǒng)采用PowePC處理器+FPGA的主架構(gòu)。FPGA外擴(kuò)RS-485時(shí)鐘電接口以及時(shí)鐘光接口，實(shí)現(xiàn)

2、同步時(shí)鐘的收發(fā)。FPGA還通過2套串行解串硬件方案外擴(kuò)了4路LVDS收發(fā)接口，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和同步時(shí)鐘在同一串行通道中進(jìn)行收發(fā)。另外，本文還對(duì)自適應(yīng)的時(shí)鐘同步方案進(jìn)行了研究，并在本文所設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)上，針對(duì)多種時(shí)鐘傳輸鏈路，實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)同步。處理器外擴(kuò)4路千兆以太網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)的高速收發(fā)。處理器與FPGA之間采用PCI-EX4進(jìn)行連接，保證數(shù)據(jù)交互的帶寬。此外，系統(tǒng)還外擴(kuò)了JTAG、RS-232等調(diào)試接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)交互以及控制。