基于PCI總線的大容量雷達(dá)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1　引　言
　　數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信號處理一個非常重要的環(huán)節(jié)，廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、遙測遙感等領(lǐng)域。在研制基于新型連續(xù)波噪聲雷達(dá)體制的新型連續(xù)波雷達(dá)時(shí)，為了研究更加有效靈活的雷達(dá)信號處理算法，利用計(jì)算機(jī)這個通用的計(jì)算和控制平臺，先將雷達(dá)信號采集到計(jì)算機(jī)上，然后在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行雷達(dá)信號處理算法的研究。課題要求對雷達(dá)I和Q兩個通道的信號進(jìn)行采集，采樣精度為12位，最高的采樣頻率為20兆。傳統(tǒng)的基于ISA、EISA和VL總線的數(shù)據(jù)采集，受到總線帶寬、控制方式和實(shí)現(xiàn)難易程度的制約，不能滿足課題要求。而PCI總線以其峰值傳輸速率高達(dá)每秒132兆字節(jié)、支持突發(fā)傳輸?shù)韧怀龅男阅?，成為我們雷達(dá)數(shù)據(jù)采集首選的計(jì)算機(jī)IO接口。本文介紹了采用PLX9054作為PCI總線接口芯片的大容量雷達(dá)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集卡和配套軟件。
2　數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的介紹
　　數(shù)據(jù)采集卡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。雷達(dá)輸出的I和Q兩通道視頻信號通過數(shù)據(jù)采集卡的信號調(diào)理模塊，經(jīng)隔離限幅放大后，送到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，在這里，兩路模擬信號分別被轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字信號。兩路12位的數(shù)字信號經(jīng)鎖存后，被送到FIFO模塊緩存起來，這些緩存的數(shù)據(jù)將通過PCI總線接口模塊以DMA方式存入計(jì)算機(jī)內(nèi)存。當(dāng)數(shù)據(jù)采集完成后，這些內(nèi)存中的數(shù)據(jù)將存入硬盤，生成雷達(dá)數(shù)據(jù)文件。每個通道的雷達(dá)信號只用了16位中的12位，還有4位未用，我們利用這4位來傳輸雷達(dá)隨機(jī)二相碼碼字等一些數(shù)字狀態(tài)信息，這些信息將從鎖存模塊輸入，隨雷達(dá)信號同步采集到計(jì)算機(jī)中。
　　數(shù)據(jù)采集卡的控制是由控制模塊來完成的。內(nèi)部時(shí)鐘模塊提供內(nèi)觸發(fā)信號，它和外觸發(fā)信號一起接到控制模塊，由控制模塊根據(jù)用戶要求來選擇使用不同的觸發(fā)信號。EEPROM內(nèi)存儲有PCI總線接口芯片PLX9054的配置信息。

3　數(shù)據(jù)采集卡主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)
3．1　接口模塊
　　接口模塊的功能是由PLX9054來實(shí)現(xiàn)的。PLX9054是PLX公司的一種功能強(qiáng)、使用靈活、并符合PCIV2．2規(guī)范的32位33MHz PCI總線接口控制器，它可以作為PCI總線的主控設(shè)備去控制總線，也可以作為目標(biāo)設(shè)備去響應(yīng)總線。PLX9054提供了PCI總線、EEPROM、LOCAL總線三個接口。LOCAL總線有三種工作模式：M模式、C模式和J模式，在實(shí)際的數(shù)據(jù)采集時(shí)，將LOCAL總線設(shè)置為C模式。選用Fairchild Semiconductor公司的串行EEPROM－NM93CS56L作為PLX9054的配置芯片，該芯片通過EEPROM接口和PLX9054相連。PLX9054的長配置方式要求68個字節(jié)的信息，主要包括：設(shè)備識別號、供應(yīng)商代碼號、Local總線三個空間的大小以及三個空間的基址等，可以利用編程器事先將要配置的信息寫入配置芯片中。在計(jì)算機(jī)啟動時(shí)，系統(tǒng)將根據(jù)配置信息分配我們申請的系統(tǒng)資源。PLX9054作為一種“橋”芯片，在PCI總線和LOCAL總線之間有三種直接的數(shù)據(jù)傳輸模式：
　?。?）PCIInitiator數(shù)據(jù)傳輸模式：LOCAL總線主設(shè)備通過PLX9054訪問PCI總線存儲空間和I／O空間。
　　（2）PCITarget數(shù)據(jù)傳輸模式：PCI總線主設(shè)備通過PLX9054訪問LOCAL總線存儲空間和I／O空間。
　　（3）DMA數(shù)據(jù)傳輸模式：PLX9054作為兩總線的主設(shè)備，從PCI總線存儲空間讀數(shù)據(jù)到LOCAL總線存儲空間或者從

模擬電路文章專題:模擬電路基礎(chǔ)

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