高速數(shù)據(jù)采集模塊硬件設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)總線技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以方便靈活地將采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)上，利用CPU強(qiáng)大的運(yùn)算能力來進(jìn)行分析與處理，這大大降低了采集系統(tǒng)對(duì)高速數(shù)據(jù)處理的難題，在數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品市場(chǎng)，基于各種總線接口的數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)品占據(jù)越來越重的地位。
　　而將FMC（FPGA夾層卡）標(biāo)準(zhǔn)和FPGA的多樣性結(jié)合在一起，又可以將數(shù)據(jù)采集卡模塊分成更加詳細(xì)的FMC以及FPGA數(shù)據(jù)載卡，在開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以市場(chǎng)的需求設(shè)計(jì)不同指標(biāo)的FMC數(shù)據(jù)采集模塊

2、，結(jié)合特定的數(shù)據(jù)載卡組合成不同指標(biāo)的該系列產(chǎn)品；同時(shí)，借助性能更高、功能更強(qiáng)的新型FPGA產(chǎn)品，設(shè)計(jì)人員可以在確保與現(xiàn)有FMC模塊全面兼容的同時(shí)，重新設(shè)計(jì)載卡，將FMC應(yīng)用到不同的產(chǎn)品系列中去。這樣避免設(shè)計(jì)者的重復(fù)設(shè)計(jì)，為高指標(biāo)高性能數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品投入市場(chǎng)減少開發(fā)時(shí)間，而這種應(yīng)用也越來越廣泛。
　　本課題研究的是高速數(shù)據(jù)采集模塊硬件設(shè)計(jì)，采用FMC數(shù)據(jù)采集板和FPGA載板通過VITA-57協(xié)議板件聯(lián)合這種設(shè)計(jì)方案來實(shí)現(xiàn)。FMC部分完

3、成雙通道3Gsa/s高速數(shù)據(jù)采集的工作，F(xiàn)PGA載板則利用FPGA豐富的I/O資源配置完成數(shù)據(jù)接收、觸發(fā)控制、時(shí)基控制、FIFO存儲(chǔ)模塊以及譯碼電路，最后通過PCI總線將采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)進(jìn)行處理和分析。
　　在本文中，將著重討論FMC中數(shù)據(jù)采集板模塊與FPGA數(shù)據(jù)載板模塊的基本電路設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合信號(hào)完整性分析來講述PCB設(shè)計(jì)，最后討論數(shù)據(jù)采集模塊的硬件調(diào)試與測(cè)試結(jié)果。
　　主要的內(nèi)容如下：
　　FMC高速數(shù)據(jù)采集模