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如何使用DSP和FPGA进行高精度数据采集卡的设计资料说明
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本文介绍了一种基于DSP和FPGA结构的高精度数据采集卡的设计方法，包括数据采集、数据处理和PCL总线接口设计。数据采集卡使用16位高精度A／D转换芯片AD7676，数字电路部分采用Altera公司的FPGA芯片EP2c8Q208，DsP采用TI公司的TMs320Vc5416，而PCL总线接口器件采用了PCL9030。
当前，许多领域越来越多地要求具有高精度A／D转换和实时处理功能。同时，市场对支持更复杂的显示和通信接口的要求也在提高，如环境监测、电表、医疗设备、便携式数据采集以及工业传感器和工业控制等。传统设计方法是应用McU或DSP通过软件控制数据采集的A／D转换，这样必将频繁中断系统的运行，从而减弱系统的数据运算能力，数据采集的速度也将受到限制。本文采用DSP+FPGA的方案，由硬件控制A／D转换和数据存储，最大限度地提高系统的信号采集和处理能力。
整个采集卡包括信号调理、数据采集、数据处理和总线接口设计。系统结构如图1所示。
本文设计了具有信号衰减、增益放大和滤波等功能的信号调理电路，采用16位精度、最高采样率为500KsPS的A／D转换器AD7676；数字系统设计利用FPGA极其灵活、可编程的特点，选用Altera公司FPGA芯片EP2c8Q208，完成精度校正和逻辑时序控制；DsP采用TI公司的TMs320VC5416，使A／D转换后的数据在传输到上位机之前，进行数据整理、标记、打包以及数据预处理。数据采集卡可同时进行8通道数据采集，通道可进行衰减倍数、采样速度以及放大增益设置。同时提供模拟输出通道，用于实现波形产生和模拟驱动功能。能够进行自动校准，保证数据采集的准确性。PCI总线接口电路采用PLx Techn0109y公司的PcI总线接口芯片Pcl9030，完成数据采集和状态、控制信号的传输。
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