基于FPGA的USB接口实时数据采集与处理系统
数据采集与处理系统在现代通信与测量中被广泛的应用,本文针对课题“浮游植物粒径分布于浓度测量系统”中的实时数据采集与处理部分,设计实现了该系统中荧光信号脉冲宽度的测量和多普勒信号频谱的计算的功能。本系统采用FPGA技术,以FPGA为主芯片,与PC机连接采用USB总线,利用其中的数据处理功能模块对经过AD转换后的采集数据进行处理,把处理后的信息传输到USB总线上,从而对信息进行数据分析。
本文主要阐述了基于FPGA的USB接口实时数据采集与处理系统的设计方案,设计方案主要涉及到ADC、FPGA和USB接口方案的选取及配置,利用Xilinx公司的开发工具ISE设计出各个功能模块,并对其进行综合验证,对综合后的结果通过ModelSim与ISE自带的仿真工具进行了仿真验证。
本系统设计采用了Xilinx公司Spartan3E系列中有着比较丰富的存储单元的XC3S1600E作为系统主芯片。利用Xilinx公司提供的开发工具ISE中自带的IP核资源及硬件描述语言verilog建模,设计出FIFO、荧光信号处理、FFT运算、时钟控制DCM等模块,并对上述的模块进行综合仿真,根据系统结构的整体架构将不同的模块有机地结合起来。上述模块运算后的结果通过USB接口模块传输到USB总线上,实现与PC机相连,USB接口方案利用了Cypress公司生产的CY7C68013。
本系统通过加载输入由开发工具ISE中所自带的Crodic IP核搭建出的正弦信号发生器产生的正弦信号作为输入,利用ISE中自带的仿真工具和ModelSim进行仿真验证。通过对仿真结果分析出,验证了该设计方案的正确性,进而达到最终的设计目的。
FPGA技术;USB接口;数据采集;IP核资源;数据处理
中国海洋大学
硕士
通信与信息系统
王旭柱
2011
中文
TP274.2;TN791
68
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）