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技術文章

基于ARM+FPGA的高速同步數據采集方案
基于ARM+FPGA的高速同步數據采集方案
應用背景
　　眾所周知，大多數的勘探、觀測工作都是在嚴苛的環境中進行的，對數據的準確性、實時性都有著較高的要求，并且大多情況下要求多參數同步測量。北京恒頤針對勘探、測控等行業的特點，推出了基于ARM+FPGA的低功耗、高速率、高精度、多通道同步數據采集方案，可以通過監測者的要求完成多通道數據的同步采集并實現實時的網絡傳輸。
 
應用場合
　　　物探分析領域
　　　天然氣、石油等地下勘探領域
　　　觀測技術領域（地震波、頻譜分析）
　　　電力調度系統
 
系統架構
　　恒頤高速同步數據采集方案，功能特點如下：
　　1）通過系統接口直接與采集終端通訊，完成工業現場的多通道模擬量、開關量的數據采集與A/D轉換，實現對數據采集終端的控制；
　　2）系統設有FIFO緩存模塊，支持信號的長時間連續采集存儲；
　　3）支持采集數據的移動存儲，可對采集數據通過存儲卡進行存取；
　　4）支持10/100M以太網或CDMA/GPRS無線網絡，可以實現高效率的網絡數據傳輸。
　　系統架構如圖所示：
系統硬件設計
　　恒頤高速同步數據采集系統主要包括以下幾個部分：ARM控制器、存儲電路、FPGA邏輯控制電路、A/D轉換電路、FIFO緩存、電源電路、接口電路等。
　　系統具備多通道數據采集接口，FPGA邏輯電路控制A/D采集和FIFO緩存模塊，實現長時間不間斷的數據采集與數據轉換；同時系統具有豐富的外圍控制接口和通信接口，可以實現數據的存儲、顯示，完成RS485/RS232或高速以太網絡的數據傳輸。
　　系統硬件結構如圖所示：
系統軟件設計
　　嵌入式操作系統在系統中具有至關重要的作用，該方案依托高性能的Linux操作系統，實現對數據采集終端的控制，實現數據的實時傳輸和處理。
方案優勢
　　恒頤基于ARM+FPGA的高速同步數據采集方案，解決了數據采集的同步性問題，與以往的數據采集方案相比，具有高精度、高速率、多參數同步測量、實時處理、網絡傳輸不受區域限制等特點。