存储容量可扩展的高速数据采集系统.pdf

《存储容量可扩展的高速数据采集系统.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013正仪表技术与传感器2013第6期InstrumentTechniqueandSensorNo．6存储容量可扩展的高速数据采集系统詹玲玲，张斌珍，马游春，季长红(中北大学，电子测试技术国家重点实验室，仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051)摘要：针对目前海量数据难于实时存储的问题，设计了以FPGA器件为核心处理芯片，FLASH和大容量SD卡为存储介质的高速同步多信号的数据采集系统设计方案，其中SD卡采用FAT32文件系统作为数据存储形式。此外，系统采用多路开关方式进行信号通道选择，多片高速A／D

2、器件流水工作，提高数据采集速度，保证采样率和采样精。最后，系统采集的数据可由USB接口传送到计算机进行显示和分析，也可用通用读卡器读取SD卡数据，进行数据分析。关键词：FPGA主控；流水线工作；FLASH和SD卡存储；FAT文件系统中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)06—0051—04ScalableStorageCapacityofHigh-speedDataAcquisitionSystemZHANLing-ling，ZHANGBin-zhen，MAYou—chun，JIC

3、hang-hong(NationalKeyLaboratoryforElectronicMeasurementTechnology，KeyLaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurement，MinistryofEducation，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Forthedificultyofhugedatatoreal·timestorage，thissynchronoushigh—spe

4、edmulti—signaldataacquisitionsystemwasbasedontheFPGA，whichwasamajorprocessor，FLASHmemoryandhigh—capacitySDcardasthestoragemedium．FAT32filesystemwasusedasaformofdatastorage．Inaddition，thesystemusedmuhi—channelswitchmodetoselectsignalchannelsandhigh-speedA／Dconver

5、terswithassemblylineworktoimprovethespeedofdataacquisitionandthesamplingratetoensurethesamplingaccuracy．TheacquisiteddatacanbedisplayedandanalyzedbythehostcomputerviatheUSBinterface，orreadSDcardbyuniversalcardreaderdirectly．Keywords：FPGAmaster；assemblylinework；F

6、LASHandSDcardstorage；FAT32filesystem0引言当采集长期数据时，系统启用sD模式，将采集到的实时数据根数据采集广泛应用于民用、工业、军事，航空航天等各个领据具体的工作模式分时存储到FLASH存储器和大容量sD卡域，且在对一些复杂的系统进行连续测试时，拥有多通道、大容中。当采集任务完成后，将读数电缆接好，由上位机软件通过量、高精度的数采系统尤为重要，而现有的采集系统并未能满远程读数装置发出FLASH读数和擦除指令，也可以用读卡器足海量数据的实时存储要求⋯。针对此问题，文中设计了能对对SD卡

7、进行读数。高达128路数据进行采样，采样率高达1．6M／s，存储容量可达1．2系统总体设计方案32GB的实时信号采集系统。存储部分采用FLASH和SD卡同系统能够对128路模拟信号同时采集，其中单路模拟信号时存储，FPGA作为数据采集与sD卡之间的高速接口，且sD的采样率可达12．5kS／s，总采样率为1．6MS／s，为了满足至少卡拆装方便，容量可变，用户可根据需求更换存储容量，大容量4MB／s的数据写入能力，设计选用型号为K9F1GO8UOA大容量的存储设备使数据进行实时备份成为可能，提高了系统的可靠128M字节FL

8、ASH，其写入速度典型值为7MB／s．对于sD卡，性。采用SD2．0，此卡采用了FAT32文件系统，这样一来，最大可以1工作原理简介支持32GB的容量，目前已经做到了4GB，写入速度最高可达1．1系统工作原理5MB／s．系统FPGA选用SpartanⅡ系列的XC2SlOOETQ144芯片，系统主要包括5个模块：电源模块、信号调理模