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技術(shù)文章

基于ARM+FPGA的高速同步數(shù)據(jù)采集方案
基于ARM+FPGA的高速同步數(shù)據(jù)采集方案
應(yīng)用背景
　　眾所周知，大多數(shù)的勘探、觀測工作都是在嚴(yán)苛的環(huán)境中進行的，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實時性都有著較高的要求，并且大多情況下要求多參數(shù)同步測量。北京恒頤針對勘探、測控等行業(yè)的特點，推出了基于ARM+FPGA的低功耗、高速率、高精度、多通道同步數(shù)據(jù)采集方案，可以通過監(jiān)測者的要求完成多通道數(shù)據(jù)的同步采集并實現(xiàn)實時的網(wǎng)絡(luò)傳輸。
 
應(yīng)用場合
　　　物探分析領(lǐng)域
　　　天然氣、石油等地下勘探領(lǐng)域
　　　觀測技術(shù)領(lǐng)域（地震波、頻譜分析）
　　　電力調(diào)度系統(tǒng)
 
系統(tǒng)架構(gòu)
　　恒頤高速同步數(shù)據(jù)采集方案，功能特點如下：
　　1）通過系統(tǒng)接口直接與采集終端通訊，完成工業(yè)現(xiàn)場的多通道模擬量、開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集與A/D轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集終端的控制；
　　2）系統(tǒng)設(shè)有FIFO緩存模塊，支持信號的長時間連續(xù)采集存儲；
　　3）支持采集數(shù)據(jù)的移動存儲，可對采集數(shù)據(jù)通過存儲卡進行存?。?br> 　　4）支持10/100M以太網(wǎng)或CDMA/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)高效率的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。
　　系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示：
系統(tǒng)硬件設(shè)計
　　恒頤高速同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：ARM控制器、存儲電路、FPGA邏輯控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、FIFO緩存、電源電路、接口電路等。
　　系統(tǒng)具備多通道數(shù)據(jù)采集接口，F(xiàn)PGA邏輯電路控制A/D采集和FIFO緩存模塊，實現(xiàn)長時間不間斷的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；同時系統(tǒng)具有豐富的外圍控制接口和通信接口，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、顯示，完成RS485/RS232或高速以太網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。
　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖所示：
系統(tǒng)軟件設(shè)計
　　嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)中具有至關(guān)重要的作用，該方案依托高性能的Linux操作系統(tǒng)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集終端的控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和處理。
方案優(yōu)勢
　　恒頤基于ARM+FPGA的高速同步數(shù)據(jù)采集方案，解決了數(shù)據(jù)采集的同步性問題，與以往的數(shù)據(jù)采集方案相比，具有高精度、高速率、多參數(shù)同步測量、實時處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸不受區(qū)域限制等特點。