基于FPGA的改进型设备数据采集终端及其使用方法技术

本发明专利技术涉及通讯技术领域，公开了基于FPGA的改进型设备数据采集终端，包括外壳，可拆卸设于外壳内的集成板以及安装在外壳内的基于FPGA的数据采集处理板，AD数据转换板，数字信号处理DSP板，所述基于FPGA的数据采集处理板，用于发出AD数据采集转换控制时序，用于由FPGA下降沿控制开始数据采集，由FPGA上升沿控制AD数据转换板开始A/D转换；还用于将所采集的数据存入FPGA内部实现的双口RAM，所述AD数据转换板与所述基于FPGA的数据采集处理板相连，用于在所述基于FPGA的数据采集处理板发现的转换控制指令，对所采集的数据进行转换。本发明专利技术无需互斥操作，最大限度的保证数据采集转换的实时性，同时减少系统其他的硬件开销，并且方便集成板和外壳安装拆卸。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的改进型设备数据采集终端及其使用方法
本专利技术涉及通讯
，尤其涉及基于FPGA的改进型设备数据采集终端。
技术介绍
目前，在工业生产和科学技术研究的各行业中，常常需要对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等信息的采集。在图像处理、瞬态信号检测、软件无线电等一些领域，更是要求高速度、高精度、高实时性的数据采集技术。数据采集系统的任务就是将采集传感器输出的模拟信号进行处理并转换成计算机能识别的数字信号，有计算机进行相应的计算和处理来满足不同的需要，得到所需的数据。数据采集系统性能的好坏，是由它的精度和速度来决定的。在保证精度的前提下，应当用尽可能高的采集速度，这样才能满足实时采集、实时处理和实时控制对速度的要求。现有的采集模块，存在如下问题：第一，采样速率低。数据采集模块采用12路A/D串行采集方法，同过38译码器选通，A/D模块与单片机采用端口模拟SPI方式通信，单路采集耗时1ms，12通道循环周期为12ms。第二，数据访问仲裁速度慢。如，当采用方案CPU11模块和单片机共享单端SRAM，由CPLD来做多路选择器时，导致每一次单片机访问SRAM至少需要14个指令周期，用于锁定和释放总线。同时由于模块使用中断方式通知CPU11总线占用，存在潜在的风险使得CPU11长时间处于中断状态，影响综合控制器响应速度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于FPGA的改进型设备数据采集终端，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于FPGA的改进型设备数据采集终端，包括外壳，可拆卸设于外壳内的集成板以及安装在外壳内的基于FPGA的数据采集处理板，AD数据转换板，数字信号处理DSP板。所述基于FPGA的数据采集处理板，用于发出AD数据采集转换控制时序，用于由FPGA下降沿控制开始数据采集，由FPGA上升沿控制AD数据转换板开始A/D转换；还用于将所采集的数据存入FPGA内部实现的双口RAM。所述AD数据转换板与所述基于FPGA的数据采集处理板相连，用于在所述基于FPGA的数据采集处理板发现的转换控制指令，对所采集的数据进行转换。所述数字信号处理DSP板与所述基于FPGA的数据采集处理板相连，用于通过所述双口RAM异步读取所采集的数据，并用于对数据进行滤波，同时将滤波后的数据放回FPGA。所述外壳包括固定壳体、翻转壳体以及端盖，固定壳体和翻转壳体以及端盖组成矩形盒状结构，固定壳体的一侧板开设缺口，翻转壳体的一侧具有位于缺口内的连接部，连接部和缺口内壁通过销轴转动连接，且销轴上转动套接有主动齿轮。所述集成板设于固定壳体内，固定壳体内安装用于固定集成板的定位机构。所述定位机构包括转动连接在固定壳体内的转轴，固定安装在转轴上的从动齿轮，所述转轴上缠绕固定有牵引绳，固定壳体内还设有定滑轮，牵引绳的一端绕过定滑轮、并连接有定位柱，所述定位柱的一侧固定连接杆，连接杆的另一端与固定壳体内壁滑动连接，所述集成板上开设与定位柱配合的定位槽，所述集成板的一侧开设槽口，槽口内滑动连接有能够伸出集成板的挤压块，挤压块和槽口内壁通过第一弹簧连接，且连接杆和固定壳体内壁通过第二弹簧连接。进一步的，所述系统还包括：同步动态随机存储器SDRAM板，所述同步动态随机存储器SDRAM板与所述数字信号处理DSP板相连，用于动态存储DSP板相关数据。进一步的，所述基于FPGA的数据采集处理板具有与外部CPU的通信接口，所述通信接口用于CPU读取所述数据采集处理板中的滤波后的数据。进一步的，所述AD数据转换板为至少两块6路PCB板；所述数据采集处理板为一块PCB板，板上的FPGA用于产生12路AD数据采集时序。进一步的，所述AD数据转换板为AD7893芯片，所述AD数据采集转换控制时序的周期为12us。进一步的，所述基于FPGA的数据采集处理板分为四个区，包括：AD数据采集转换时序控制区、VBUS总线接口通信区、DSPEMIF总线接口通信区和双口RAM区。基于FPGA的改进型设备数据采集终端的使用方法：由FPGA发出AD数据采集转换控制时序，对AD芯片由FPGA上升沿控制开始A/D转换，对FPGA内部由FPGA下降沿控制开始数据采集；利用FPGA内部剩余资源实现双口RAM，异步进行AD数据接收和数据处理。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过优化采集时序，由FPGA发出AD数据采集转换控制时序，对AD芯片由FPGA上升沿控制开始A/D转换，对FPGA内部由FPGA下降沿控制开始数据采集；利用FPGA内部剩余资源实现双口RAM，异步进行AD数据接收和数据处理，无需互斥操作，最大限度的保证数据采集转换的实时性，同时减少系统其他的硬件开销。本专利技术设置的终端包括外壳，基于FPGA的数据采集处理板，AD数据转换板，数字信号处理DSP板均安装在集成板上，集成板在外壳能够能够通过转动翻转壳体，自动弹出，方便使用，便于安装拆卸。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术的基于FPGA的AD数据采集系统功能框图；图2为本专利技术的FPGA内部功能框图；图3为本专利技术的外壳内部结构正视图；图4为本专利技术的外壳结构俯视图；图5为本专利技术的图3的A处放大图。图中：集成板1、缺口101、固定壳体201、翻转壳体202、连接部21、端盖3、主动齿轮4、转轴5、从动齿轮6、牵引绳7、定滑轮8、连接杆9、定位柱10、定位槽11、槽口12、挤压块13、第一弹簧14、第二弹簧16。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：参见图1-5，基于FPGA的改进型设备数据采集终端，包括外壳，可拆卸设于外壳内的集成板1以及安装在外壳内的基于FPGA的数据采集处理板，AD数据转换板，数字信号处理DSP板。所述基于FPGA的数据采集处理板，用于发出AD数据采集转换控制时序，用于由FPGA下降沿控制开始数据采集，由FPGA上升沿控制AD数据转换板开始A/D转换；还用于将所采集的数据存入FPGA内部实现的双口RAM。所述AD数据转换板与所述基于FPGA的数据采集处理板相连，用于在所述基于FPGA的数据采集处理板发现的转换控制指令，对所采集的数据进行转换。所述数字信号处理DSP板与所述基于FPGA的数据采集处理板相连，用于通过所述双口RAM异步读取所采集的数据，并用于对数据进行滤波，同时将滤波后的数据放回FPGA。所述外壳包括固定壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于FPGA的改进型设备数据采集终端，包括外壳，可拆卸设于外壳内的集成板(1)以及安装在外壳内的基于FPGA的数据采集处理板，AD数据转换板，数字信号处理DSP板；/n其中，/n所述基于FPGA的数据采集处理板，用于发出AD数据采集转换控制时序，用于由FPGA下降沿控制开始数据采集，由FPGA上升沿控制AD数据转换板开始A/D转换；还用于将所采集的数据存入FPGA内部实现的双口RAM；/n所述AD数据转换板与所述基于FPGA的数据采集处理板相连，用于在所述基于FPGA的数据采集处理板发现的转换控制指令，对所采集的数据进行转换；/n所述数字信号处理DSP板与所述基于FPGA的数据采集处理板相连，用于通过所述双口RAM异步读取所采集的数据，并用于对数据进行滤波，同时将滤波后的数据放回FPGA；/n所述外壳包括固定壳体(201)、翻转壳体(202)以及端盖(3)，固定壳体(201)和翻转壳体以及端盖(3)组成矩形盒状结构，固定壳体(201)的一侧板开设缺口(101)，翻转壳体(202)的一侧具有位于缺口(101)内的连接部(21)，连接部(21)和缺口(101)内壁通过销轴转动连接，且销轴上转动套接有主动齿轮(4)；/n所述集成板(1)设于固定壳体(201)内，固定壳体(201)内安装用于固定集成板(1)的定位机构；/n所述定位机构包括转动连接在固定壳体(201)内的转轴(5)，固定安装在转轴(5)上的从动齿轮(6)，所述转轴(5)上缠绕固定有牵引绳(7)，固定壳体(201)内还设有定滑轮(8)，牵引绳(7)的一端绕过定滑轮(8)、并连接有定位柱(10)，所述定位柱(10)的一侧固定连接杆(9)，连接杆(9)的另一端与固定壳体(201)内壁滑动连接，所述集成板(1)上开设与定位柱(10)配合的定位槽(11)，所述集成板(1)的一侧开设槽口(12)，槽口(12)内滑动连接有能够伸出集成板(1)的挤压块(13)，挤压块(13)和槽口(12)内壁通过第一弹簧(14)连接，且连接杆(9)和固定壳体(201)内壁通过第二弹簧(16)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.基于FPGA的改进型设备数据采集终端，包括外壳，可拆卸设于外壳内的集成板(1)以及安装在外壳内的基于FPGA的数据采集处理板，AD数据转换板，数字信号处理DSP板；
其中，
所述基于FPGA的数据采集处理板，用于发出AD数据采集转换控制时序，用于由FPGA下降沿控制开始数据采集，由FPGA上升沿控制AD数据转换板开始A/D转换；还用于将所采集的数据存入FPGA内部实现的双口RAM；
所述AD数据转换板与所述基于FPGA的数据采集处理板相连，用于在所述基于FPGA的数据采集处理板发现的转换控制指令，对所采集的数据进行转换；
所述数字信号处理DSP板与所述基于FPGA的数据采集处理板相连，用于通过所述双口RAM异步读取所采集的数据，并用于对数据进行滤波，同时将滤波后的数据放回FPGA；
所述外壳包括固定壳体(201)、翻转壳体(202)以及端盖(3)，固定壳体(201)和翻转壳体以及端盖(3)组成矩形盒状结构，固定壳体(201)的一侧板开设缺口(101)，翻转壳体(202)的一侧具有位于缺口(101)内的连接部(21)，连接部(21)和缺口(101)内壁通过销轴转动连接，且销轴上转动套接有主动齿轮(4)；
所述集成板(1)设于固定壳体(201)内，固定壳体(201)内安装用于固定集成板(1)的定位机构；
所述定位机构包括转动连接在固定壳体(201)内的转轴(5)，固定安装在转轴(5)上的从动齿轮(6)，所述转轴(5)上缠绕固定有牵引绳(7)，固定壳体(201)内还设有定滑轮(8)，牵引绳(7)的一端绕过定滑轮(8)、并连接有定位柱(10)，所述定位柱(10)的一侧固定连接杆(9)，连接杆(9)的另一端与固定壳体(201)内壁滑动连接，所述集成板(1)上开设与定位柱(10)配合的定位槽(11)，所述集成板(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：官鲁卫，
申请(专利权)人：广西快快科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45