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数据采集技术是信息科学的一个重要分支,它研究信息数据的采集、存储、处理及控制等工作,它与传感器技术、信号处理技术、计算机技术一起构成了现代检测技术的基础。随着微电子技术的飞速发展,高速数据采集技术得到了长足的发展。基于标准总线、具有海量数据存储深度、高速DSP能力和高速ADC所组成的高速数据采集系统为当今发展趋势。
本课题的研究对象是高速数据采集与存储技术,是数字存储示波器的核心技术--采集与存储技术的研究,为研制高性能的数字存储示波器提供一定的理论指导。对于高速数据采集系统,随着数据量的不断加大和实时处理要求的不断提高,提出了运用FPGA进行数据处理,以便提高系统的实时性、可靠性和数据快速存储的能力。
本文研究了高速数据采集与存储系统的实现方法,综合运用了FPGA、SDRAM等技术。系统的最高采样率达1GSPS,最大存储深度达16MW。文中详细的研究了高速ADC并行采样技术、高速数据缓存与存储技术、SDRAM控制器与FPGA接口电路的实现方法;使用FPGA进行ADC的控制逻辑和SDRAM接口设计;阐述了并行采样原理及其实现电路的设计;为满足系统对存储深度和速度的需求,提出以CycloneⅡ系列FPGA为控制核心,选用FPGA内部存储器采用分时并行存储技术实现大容量高速数据传输和存储,简化了逻辑控制,节省了硬件成本。
本文研究内容对高速数据采集模块、数字存储示波器及其它形式的高速数据采集的研究有较大的实践意义。