基于PCI總線多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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基于PCI總線的多通道數(shù)據(jù)采集卡的工作流程是:計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序根據(jù)命令通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，模擬信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理后進(jìn)入A/D芯片，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入FIFO(先進(jìn)先出)存儲(chǔ)器緩存，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中存滿一幀時(shí)，硬件向主機(jī)發(fā)中斷，主機(jī)響應(yīng)中斷后通過(guò)PCI9054芯片用DMA方式讀出存放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的采樣數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行后續(xù)處理(如計(jì)算、存儲(chǔ))并將結(jié)果顯示于屏幕。
DSP實(shí)時(shí)處理模塊是在邏輯控制模塊的控制下與計(jì)算機(jī)通過(guò)LOCAL總線接口進(jìn)行通訊，以便交換數(shù)據(jù)，執(zhí)行命令。?
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)?
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件由兩大部分組成：一是基于PCI總線的數(shù)據(jù)采集模塊，二是基于DSP擴(kuò)展實(shí)時(shí)處理模塊。下面將分別敘述，系統(tǒng)總體硬件框圖如圖1所示。?
2.1 模擬通道及模數(shù)轉(zhuǎn)換?
本設(shè)計(jì)的模擬通道只對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，使模擬信號(hào)符合A/D轉(zhuǎn)換芯片的要求即可。針對(duì)該數(shù)據(jù)采集卡的應(yīng)用領(lǐng)域信號(hào)具有信號(hào)相關(guān)性強(qiáng)的特點(diǎn)，應(yīng)采用多通道的同步采樣芯片，經(jīng)過(guò)比較，選擇了ADS8364。ADS8364是一款高速、低功耗，具有6通道同步采樣轉(zhuǎn)換，16位高速并行接口的高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。ADS8364的6個(gè)模擬輸入分為3組(A,B和C)，每個(gè)輸入端都有一個(gè)ADC保持信號(hào)HOLDX#以用來(lái)保證幾個(gè)通道能同時(shí)進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換。實(shí)際上，每片ADS8364由?3個(gè)?轉(zhuǎn)換速率為250 ksps(當(dāng)外部時(shí)鐘為5 MHz)的ADC構(gòu)成，每個(gè)ADC有2個(gè)模擬輸入通道，每個(gè)通道都有采樣保持器，3個(gè)ADC組成3對(duì)模擬輸入端，可同時(shí)對(duì)其中的1~2對(duì)輸入信號(hào)同時(shí)采樣保持，然后逐個(gè)轉(zhuǎn)換。由于6個(gè)通道可以同時(shí)采樣，很適合用于需同時(shí)采集多種信號(hào)的場(chǎng)合。?
在設(shè)計(jì)的采集卡上，采用2片ADS8364，每片設(shè)計(jì)成6路單端輸入，共12路模擬輸入。用相同的外部時(shí)鐘來(lái)控制轉(zhuǎn)換，每片ADS8364輸出16位數(shù)據(jù)，兩片的輸出拼接成32位數(shù)據(jù)，以提高PCI總線的傳輸效率。數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)后，再進(jìn)行分路處理。另外，在PCI總線傳輸速度允許范圍內(nèi)，還可以通過(guò)擴(kuò)展接口進(jìn)行擴(kuò)展，以處理更多的模擬輸入。?
2.2 數(shù)據(jù)緩存?
因?yàn)镻CI總線接口數(shù)據(jù)傳輸效率非常高而A/D采集數(shù)據(jù)效率較低，所以為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸，采樣后的數(shù)據(jù)必
評(píng)論