基于CPCI总线的一体化数据处理中心的研究与实现

刘 洋，崔迎炜，韩晓红

（1.沈阳航空航天大学 电子信息工程学院，辽宁 沈阳 110136；2.北京方天长久科技有限公司 北京 100084）

近年来，随着工业控制技术的发展，在工业控制领域中，对控制系统的功能、灵活性和数据处理能力提出了更高的需求，本文从实际工程应用出发，研究并实现了一种基于CPCI总线的一体化可配置数据处理系统。

本设计利用可配置的现场可编程门阵列[1]（FPGA）与具有高可靠性、高密度性的CPCI总线相结合的方法，将众多数据处理功能集成在同一个嵌入式系统板卡上，实现了系统的一体化、小型化。

1 系统总体结构

本系统主要由上位机管理子系统、远程监控子系统和数据处理子系统组成，总体结构如图1所示。

图1 系统总体结构框图Fig.1 Structure diagram of the entire system

上位机管理系统主要用于显示系统工作状态并提供人机交互界面。远程监控系统通过光纤连接到距离系统1 km以外的位置，实现系统的远程监控。数据处理子系统包括CPCI-6020单板计算机和FTC-9110数据处理单板[2]两部分，CPCI-6020单板计算机用于解释上位机发送的命令并对数据处理中心进行控制。FTC-9110数据处理单板是数据处理的核心部分，也是文中介绍的重点，其整体实现结构如图2所示。

FTC-9110数据处理中心以FPGA为硬件处理核心[3]，通过内部构建的ADC控制模块、DAC控制模块、FLASH模块、SDRAM存储模块、光纤通信模块、PCI总线模块实现对外围设计的A/D数据采集电路、D/A数据输出电路、FLASH存储电路、SDRAM数据存储电路、光纤通信电路以及CPCI总线接口电路的控制，通过与单板计算机的灵活配合，实现对数据的实时处理、高速传输。……