基于FPGA的多通道同步数据采集系统的设计与实现

• 作 者: 高旭东
• 机 构: 西安理工大学
• 出 处: 西安理工大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 数据采集系统 可编程逻辑器件 设计结构 信号调理

随着电子信息技术的飞速发展，数据采集技术在航空航天、工业、通信、雷达等领域的应用也变得越来越广泛。人们对数据采集技术的研究和实践的逐步深入，带来的也是其性能的不断提高，功能的更加丰富，功耗的不断降低以及体积的不断减小。这些方面正是体现了电子信息领域“更快、更小、更冷”的发展方向。　　
在现代信息技术和信号处理系统中，为了更精确、更快速的对信息数据完成分析和处理，就要求采集信号数据的同步性、实时性达到要求。之前常用的多通道分时复用数据采集系统是采用循环采集多路信号，实现对被测信息数据的采集，这样的设计结构以其设计简单、成本低廉的优势曾今长时间的成为数据采集系统的主流设计结构。然而，随着人们对信息数据处理性能要求的不断提高，此类结构设计的缺陷便凸显出来，由于其循环设计致使数据采集速率的进一步提升受到极大的限制，数据采集的同步性、实时性更是无从谈起。多通道同步数据采集系统设计结构的出现恰恰弥补了分时复用数据采集系统的不足。　　
多通道同步采样在满足同步性、实时性的同时，更是进一步提高了数据采集的吞吐量和采集速率，同时由于大规模可编程逻辑器件(FPGA)技术的成熟，数据采集完成之后，数据预处理也变的容易,甚至可以在预处理过程中完成较为复杂的算法，这样一来，就大大减轻了后级数据处理，数据存储的压力，为整个数据处理系统向更高性能，更多功能方向发展提供了重要保证。　　
本文基于FPGA的多通道同步数据采集系统的设计与实现是从某雷达信号处理机的总体设计方案出发，结合系统所要实现的功能和技术指标，完成了信号调理、数据采集、数据预处理、数据传输、数据测试以及系统调试等工作。论文主要内容中，首先，介绍了本数据采集系统的基础理论并提出系统的总体实现方案；然后，对数据采集系统硬件电路和FPGA内部逻辑的设计与实现进行了详细的阐述；最后，通过系统的实测结果验证了该系统设计的正确性。