基于PCIE总线的高速数据采集系统设计与实现的任务书.docx

基于PCIE总线的高速数据采集系统设计与实现的任务书
任务书
一、任务背景
随着信息技术的不断发展，数据采集系统（DataAcquisitionSystem，简称DAS）已经广泛应用于各个行业中，包括物联网、汽车、医疗等领域。数据采集系统是指通过感应设备等手段对数据进行采集、存储、处理和传输的系统，常见应用的数据类型有温度、压力、电压、电流、加速度等信号。高速数据采集系统是对数据采集系统的一种扩展，它能够采集更高速度的信号，并且能够在实时的情况下对数据进行处理和传输。
PCIE（PeripheralComponentInterconnectExpress）总线是一种用于连接外部设备和计算机内部总线的标准总线接口，具有高速度、可靠性和稳定性等特点，已经成为高速数据采集系统中常用的接口之一。因此，在本项目中，我们将基于PCIE总线设计和实现一款高速数据采集系统。
二、任务要求
1.系统硬件设计与实现
(1)系统主要功能模块包括：高速数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块、存储模块。
(2)采用PCIEx4总线作为系统主接口，支持传输速率超过1GB/s。
(3)数据采集模块应具有高速采集的能力，并支持多路数据同时采集。
(4)数据处理模块应设计一个可编程的FPGA（Field-ProgrammableGateArray）芯片，能够对采集到的数据进行实时处理并输出结果。
(5)数据传输模块应支持高速数据传输，使用DMA（DirectMemoryAccess）技术可以实现高效率的数据传输。
(6)存储模块应支持高速的数据读写，使用专用的存储介质可以实现快速的数据存储。
2.系统软件设计与实现
(1)采用C/C++编写驱动程序，实现对PCIE设备的管理、数据读写、中断处理等相关功能。
(2)设计并实现用户界面程序，展示采集到的数据并提供用户交互操作。
3.推广应用与展示
(1)将系统应用于工业自动化、医疗监测等领域，展示其优越性能和应用价值。
(2)参加国内外相关展览，展示系统设计与开发成果。
三、任务进度
第1-2周：研究PCIE总线接口的特点和原理，详细制定系统硬件设计方案。
第3-5周：设计高速数据采集模块，实现多路数据同时采集和数字化转换。
第6-8周：设计和实现可编程的FPGA芯片，支持数据处理功能。
第9-11周：设计和实现数据传输模块，支持高速DMA传输。
第12-14周：设计和实现存储模块，支持高速数据存储。
第15-16周：编写系统驱动程序，实现对PCIE设备的管理和数据读写。
第17-18周：设计和实现用户界面程序，展示采集到的数据并提供用户交互操作功能。
第19-20周：推广应用与展示，参加相关展览、发表论文等。
四、任务意义
本项目的实现将有助于提高高速数据采集系统的技术水平和市场竞争力，为产业升级和创新发展做出贡献。同时，该项目的实现还将有助于培养高水平的工程技术人才，提高国内在PCIE总线设计和开发方面的研究和应用水平。