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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20121383工程硕士学位论文基于FPGA的高速数据采集系统的设计学位申请人：于雪莲指导教师：郭宝增教授学位类别：工程硕士学科专业：集成电路工程授予单位：河北大学答辩日期：二○一四年六月ClassifiedIndex：CODE：10075U.D.C：NO：20121383ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringFPGA-basedhigh-speeddataacquisitionsystemDesignCandida
2、te:YuXueLianSupervisor:Prof.GuoBaoZengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:IntegratedCircuitEngineeringUniversity:HebeiUniversityDateofAccomplishment:June，2014摘要摘要随着电子信息技术的不断发展，FPGA技术在数据采集领域得到了广泛的应用。数据采集系统中高速实时的接收处理数据有着重大的意义，在众多的领域中高速
3、性的价值越来越得到体现。比如在电力传输，爆炸等一些特殊场合，温度、压力等物理参数变化非常迅速，对这些物理量进行监视和测量，就需要采样速率高的数据采集系统。高速数据采集系统内部需要由高速逻辑电路实现。由于FPGA具有并行处理的能力。所以本论文采用了FPGA作为核心控制器件。FPGA(现场可编程逻辑门阵列)具有高速、高集成度和高可靠性的特点，本课题设计了一个基于FPGA的高速数据采集系统，采用Xilinx-V5系列的FPGA搭建的硬件平台，以FPGA作为整个系统的控制核心，利用A/D转换器来完成对AD
4、数据的转换，从而进行存储和传输。通过CCS编程控制DSP将串口发来的指令传送给FPGA，然后查询FPGA的FIFO状态，当查询到半满的状态时，即开始从FIFO读取数据，将数据发送到串口。DSP控制FPGA的操作均由读写寄存器完成。本设计的高速数据采集系统具有采样速率高、精度高、存储量大、上传速度快等特性，采样方式为并行交替实时采样，利用两个采样速率为250MSPS的A/D转换器并行交替采样一路信号,实现500MSPS采样速率,采样精度可达16bits，采集点数为1～25K,具有硬件累加功能,累加次
5、数为1～250K，带宽200KHz,信号输入范围6dBm（±632mV），可广泛用于对数据采集的速率、精度、存储量要求较高的多路信号采集领域。关键词FPGADSP数据采集高速ⅠAbstractAbstractWiththedevelopmentofelectronicinformationtechnology,FPGAtechnologyinthefieldofdatacollectionhasbeenwidelyused.Receivingandprocessingdatainhigh-spee
6、dreal-timedataacquisitionsystemhasgreatsignificance,thevalueofhighspeedinmanyareasincreasinglybereflected.Forexample,changesveryrapidlyinpowertransmission,explosionsandotherspecialoccasions,temperature,pressureandotherphysicalparameters,monitorandmeas
7、urethesequantities,weneedahighsamplingrateofthedataacquisitionsystem.Internalhigh-speeddataacquisitionsystemneedstobeimplementedbyhigh-speedlogiccircuits.DuetotheabilityofparallelprocessingFPGA.Therefore,thispaperusestheFPGAasthecorecontroldevices.FPG
8、A(fieldprogrammablegatearray)withhigh-speed,highintegrationandhighreliabilityfeatures,thispaperdesignedahigh-speeddataacquisitionsystembasedonFPGA,usingXilinx-V5seriesFPGAhardwareplatformbuilttoFPGAasthecoreofthecontrolsystem,theA/Dconverterda
