多通道数据采集系统设计

刘 华

(中国民用航空西北地区空中交通管理局通信网络中心，陕西西安 710075)

多通道数据采集系统设计

刘 华

(中国民用航空西北地区空中交通管理局通信网络中心，陕西西安 710075)

介绍了一种基于FPGA+DSP的多路数据采集系统的设计方案，描述了系统的硬件设计方案和硬件电路，阐述了信息采集过程以及外围通讯接口及软件设计。通过Quartus II8.0及CCS 2进行系统仿真，证明了系统设计方案的可行性。

数据采集系统;FPGA;DSP;FIFO

在以往数据采集系统中，单片机、DSP常被选作主控制器，但随着FPGA性能的不断提高，具有时钟域高、内部延时小、速度快、全部逻辑由硬件完成等优点，因此在高速数据采集方面FPGA有着较大优势，但也存在难于实现复杂算法的缺点。而DSP适合于高速算法的处理，系统采用FPGA+DSP方案，弥补了系统的不足。系统数据采集的控制、缓存及外围通讯部分，用FPGA硬件实现。算法处理由DSP完成。在线采集的数据存放在DSP外挂的SRAM中。

设计采用DE2、THDB－ADA平台进行开发。DE2平台选用FPGA EP2C35F672。THDB－ADA是针对DE2开发板设计的一款子开发板，由FPGA实现对A/D的控制。在系统中只用到了模块的A/D转换部分。其中芯片AD9248是一款双通道模数转换器。另外DSP选用TI推出的TMS320UC5402。

1 系统设计

数据采集系统硬件原理如图1所示，由图1知DSP收到上位机发送的命令完成系统工作参数的配置，然后向FPGA发送指令，FPGA收到指令后一是对多路模拟开关进行选通让选通信号通过信号调理电路实现电平调整，并进行A/D转换的时序控制，二是把转换好的数据进行数据缓存，当FIFO满时并产生DSP能识别的外部中断信号及标识信号，通知DSP采集数据，最后DSP对采集到的数据进行滤波处理、变换、谱分析。……