基于VXI总线的八通道并行数据采集模块的研制.pdf

基于VXI总线的八通道并行数据采集模块的研制刘兆庆张毅刚赵砚博1系统介绍2设计方案Module电子测量与仪器学报2006年增刊bus．Thecontr01．The‘VXI总线测试平台足仪器总线系统和自动测试系统的优秀平台。它具有数据吞吐能力强、定时和同步准确、即插即用、互换性等特点。这使得VXI总线系统的集成更灵活、方便。同时，VXI模块与计算机之间可以进行数据传输，是用户开发虚拟仪器的一个优良的硬件平台⋯。在相当多的VXI总线应用系统中，待测的信号都是模拟信号，因此，基于串行A／D变换的数据采集模块是组建VXI系统不可缺少的一个关键部件。我们研制的基于VXI总线的八通道并行隔离数据采集模块，以FPGA为逻辑控制核心，采用串行A／D变换和通道隔离技术，实现了八通道数据的同步采集。同时大容量的SDRAM为数据采集提供了大量的存储空间，有助于更长时间的数据采集、分配、．复用、减轻有限总线带宽的影响。该模块是C尺寸VXI总线寄存器基的单槽模件，它支持A16／D16和A24／D32数据访问模式；8路相互隔离的12位A／D转换通道实现对模拟信号的采集，单通道最大转换速率为IMSa／s；SDRAM的最大存储深度为1GB：可程序设置量程为士0．1V，士IV，士IOV，士IOOV四档；触发类型有软件触发，’总线触发，通道触发三种。八通道并行数据采集模块工作原理框图如图l所示，输入的模拟信号依次经过输入缓冲、程控放大止衰减、数字滤波进入A／D变换器进行模拟／数字变换。变换后的串行数字信号经过串并转换位后，先在SDRAM存储器中进行缓存，然后再通过寄存器基VXI接口传送给VXI主机。j醛片是整个系统的控制核心，负责模块的初始化设置、采集过程控制以及与VXI系统的数据交换控制。在电路设计q1，除了模拟通道电路和SDRAM存储器外，几乎所有的逻辑电路均在大规模可编程逻辑器件FPGA中实现，大大提高了系统的集成度和可靠性。2．1功能电路设计功能部分电路包括8组相互独立的A／D通道，各通道之间完全隔离，这样可以避免通道之间的相互干扰，保证各通道测量精度。其lfl，每路A／D通(哈尔滨工业大学自动化测试与控制研究所哈尔滨150001)摘要：本文介绍一个基下VX!总线的八通道并行隔离数据采集模块的设计。模块以FPGA为核心逻辑控制，采用串行A／D变换和通道隔离技术，实现八通道数据的同步采集。模块的数据采集通道、A／D的采样频率、量程以及触发方式可由程序控制；大容量的SDRAM模块为数据采集提供了更深的存储深度，有助于更长时问的数据采集、分配、复用有限的总线带宽。关键词：VXI总线A／D变换通道隔离FPGA寄存器基DesignofEight—ChannelParallelDataAcquisitionBasedVXIBus(Harbinandrangeassignment，duplicatedbandwidth．LiuZhaoqingZhangYigangZhaoYanbo150001)Abstract：ThismeasuringSDRAMmemoqKeyword：VXIisolation,FPGA，register-basedFPGAonInstimteofTechnologyTheautomationtestcontrolresearchinstituteHarbinpaperintroduceseight-channelparalleldataacquisitionmodulebasedtookthelogiccontrol，designisserialA／Dtransformationchannelisolationtechnologyrealizeeightchannelssynchronizedacquisition．Thesamplingfrequency，thetriggerwayallwereachievedbyprocedurelargecapacityprovideddeeperdepthforacquisition，ithelpfulinlongertimeacquisition,theapplicationofthelimitedbus，A／Dtransformation，channeldevice．639anascoreto
。多爵@图1八通道并行数据采集模块工作原理框图速串行输出【51。用广可根据被测信号特征，通过程电子测量与仪器学报2006年增刊道都足由模拟通道和A／D变换单元组成，单路A／D通道原理框图如图2所示。图2单路A／D通道原理框图各通道之问的隔离主要是电源的隔离，采用集成DC．DC变换器进行隔离，选用TI公司的DCP022405微型、2W无控制隔离变换器，输出为模拟通道主要功能是实现对输入信号的衰减／放大以及信号滤