高速通用数据采集平台的设计与实现

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1、中国科学技术大学硕士学位论文高速通用数据采集平台的设计与实现姓名：卢建良申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：金西20100501摘要随着科技的进步，数据采集电路的应用范围不断扩大，日益增加的信号类型、复杂的处理算法以及要求越来越高的采集速度和精度成为当前数据采集领域的主要问题。在现实世界的的诸多领域，如汽车电子、手机通信、医疗电子及粒子探测等，都需要实现数据采集。但是几乎所有的数据采集电路都含有许多的共同特点。通过分析高速数据采集电路的共性，从而设计一款高速通用的数据采集平台，

2、使其能适用多数的数据采集应用。本论文围绕数据采集电路的共性展开讨论，分析了通用数据采集平台设计的可行性，并对数据采集平台的整体结构及核心器件进行了介绍，最后通过粒子探测器数据采集电路和医疗仪器中的CELLPACK信号采集电路两个实例验证了该平台的通用性和实际应用价值。本论文的主要工作包括：(1)对数据采集系统进行分析，搭建了一个可重复使用的多功能数据采集平台，可实现不同功能的数据采集电路，并成功地将其应用到两个完全不同的数据采集设计中(粒子探测器数据采集电路和CELLPACK信号采集电路)，从而

3、有效减少了设计开发的时间及成本。(2)针对专用集成电路VA64．TA2的特点及应用环境的要求，选择合适的封装类型，对该芯片进行了封装和测试，满足了粒子探测器数据采集电路的要求。(3)根据SD的数据手册独立开发了通过FPGA对SD卡进行读写的IP，并将其整合到了在FPGA上搭建的基于NIOSIICPU的片上系统中。为本数据采集平台的扩展应用提供了保证。关键词：数据采集；VA64．TA2；FPGA；SD卡；CELLPACKAbstractWiththeadvancementoftechnology,

4、dataacquisitioncircuitexpandingrangeofapplications，increasingthesignaltype，complexprocessingalgorithmsandtheincreasingdemandsofspeedandaccuracyofcollecteddataacquisitionhasbecomethemajorproblemareas．Intherealworldinmanyareas，suchasautomotiveelectroni

5、cs，mobilecommunications．medicalelectronicsandparticledetectorsareneeded幻rdatacollection。Butalmostallofthedataacquisitioncircuitscontainmanycommonfeatures．Byanalyzingthedataacquisitioncircuitcommontodesignahigh--speedgeneral-·purposedataacquisitionpla

6、tformthatcanbeappliedtomostofthedataacquisitionapplicationisthepurposeofwritingthispaper-Thispaperfocusonthecommondataacquisitioncircuittodiscuss，analyzethegeneralfeasibilityofdatacollectionplatform，anddataacquisitionplatformfortheoverallstructureand

7、COrecomponentsareintroduced。andfinallythroughtwoexamples(theparticledetectordataacquisitioncircuitandmedicalinstrumentsCELLPACKsignalacquisitioncircuit)todemonstratetheplatform。Sversatilityandpracticalvalue．Themainworkofthispaperincludes：(1)Analysiso

8、fthedataacquisitionsystemandbuildareusablemulti-functiondataacquisitionplatformthatenablesdifferentfunctionsofdataacquisitioncircuit，andthesuccessofitsapplicationtotwocompletelydifferentdatacollectiondesign。whichreducedesigndevelopmenttimeandcosts．(2