求一个fpga高速信号采集设计方案

求一个fpga高速信号采集设计方案,第1张

其实基于FPGA的高速信号采集几乎都是相同的设计原理。就是先ADC采样信号,将模拟信号转换为数字信号,然后交由FPGA。而此时的FPGA需要写3个IP模块:

IP核1、控制ADC自动高速转换的状态机。其作用是实现高速100M的信号采样,就是一个循环的时序控制,让ADC转换一次完成之后由FPGA读出数据并将数据交由第二个IP核(FIFO缓存控制IP),然后立刻读取第二次数据。但是需要注意ADC芯片的选择,器转换速率必须要高于100MHZ。

IP核2、FIFO缓存控制核:如果说想要实现采集数据的高可靠性和稳定性的话,FIFO一般来说是必须存在的。FIFO的IP核判断ADC一次采样是否结束,如果结束,将数据存在FIFO的缓存区1。然后在第二次采样的时候让IP核3将缓存区1的数据读走然后清空缓存区1的数据,并同时将第二次读到的采样数据存进缓存区2,然后又将第二次读的数据让IP核3从缓存区2读走,同时ADC采样并存数据到缓存区1。(也就是说,FIFO分为两个缓存区,总是一个用来存储ADC转换后的数据,另一个用来让后面的功能模块读出上一次采样到的数据。两个是同时的。缓存区1和缓存区2交替工作。)

IP核3:处理数字信号的功能模块。你说到了你的任务是ADC转换这一块,所以IP核3你只需要交替读出FIFO两个缓存区的数据就OK。

回答你的补充问题:

1.低速是不是不需要FIFO模块?

答:FIFO其实无论是高速还是低速都可以省掉,只是为了系统的稳定性和采样速率的稳定性、采集数据的高可靠性所以次啊加的FIFO缓存器。

2.高速信号PCB布线应注意什么?

答:

1.电源滤波一定要做好,否则有纹波。

2.正电源(VCC)的所有线路最好用两根地线(GND)将它夹在中间,(如果整个板子都铺铜,这个可以不考虑)。

3.双面板需要将正反两面的走线方向垂直,可以减小EMC。

4.模拟电源和数字电源分开,地也一样。整个板子上的数字电源和模拟电源用两个个0欧电阻连接。(1个电源正,一个地)

5.最好铺铜。

你这个课题实际上很简单。

所谓的采集系统,也就是将你期望采集的数字量信号(如果待采集的信号是模拟量要先进行ADC模数转换)由FPGA读取,然后由FPGA控制将其存储在存储器中(这里一般选用SD卡或者FLASH存储芯片)。

所以整个系统实际上就是一下几个模块组成:ADC模数转换+核心控制模块+存储器(SD卡或者FLASH)。核心控制模块包括(1.FPGA:对ADC采样和存储器的控制。2.显示器和按键:主要做人机界面操作。)

实际上显示和按键可以不加载FPGA上,也可以在你的电路系统中再加一块单片机,由那块单片机做人机交互,然后用指令的形式给FPGA发送各种命令。

你这个事情多个环节,你要具体分开分析,ad采样,ram存储,da输出,貌似后者都ok?da和ram的确认你可以自主存入正弦数据或锯齿波形数据看波形确认。如果确认问题在ad的话,只有一个,ad的带宽不够,或者采样频率不够。


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