《利用FIFO的高速数据采集系统》开题报告

1、中北大学毕业论文开题报告学生姓名：吴轩昂学号：学院、系：机电工程学院机电控制工程系专业：探测制导与控制技术论文题目：利用FIFO的高速数据采集系统设计指导教师:王利2年013月1毕业论文开题报告结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述、本课题的研究背景及意义数据采集在信号处理系统中占有重要的地位，它是联系前端和后端的桥梁，数据采集模块的采集精度、稳定性以及采集速度将直接影响到整个系统的性能。在单片机系统中通常要用到高速数据传输和高速数据采集。目前单片机的工作频率仍然无法满足类似单脉冲信号捕获、周期信号频谱分析等需要采用高速数据采集的场合，对于速率在以上的数

2、据采集或传输采用一般的中断查询法就不易实现因此可考虑通过高速存储器直接存储转换数据来实现以上的高速数据采集。二、本课题国内外研究现状在一种针对雷达信号的基于总线的高速数据采集卡的研制研究中，采集卡用公司生产的，用容量为为的作为数据采集前端和总线的数据缓冲，用实现时序逻辑以及数据采集通道的前端控制，选用芯片，精度位，转换速率最高，同时设计相应的驱动程序，实现下的安装和配置。设计指标为数据采集精度，采样率。在某基于的高速数据采集系统中模拟输入信号通过差分驱动芯片产生差分信号，经过位双通道高速/转换芯片进行模数转换，两通道的采集数据在中暂存，最后通过控制对中的数据进行读取，并提出一种基于算法的自适应

3、滤波器来实现/采样信号的前端去噪。是位高速浮点型，时钟最高频率为。设计要求能多通道采样，而且单通道采样频率不低于；位数不小于采一种用实现对高速转换芯片的控制电路中，采用,精度为,转换速率为。一种以在扫描率转换器中的应用系统中，实现了场频从提高到，行频从提高到存储容量达，工作频率达，读写时钟周期s一种应用协议的高速数据采集处理系统中，基于的该系统的总线宽度，通过线带状电缆连接，时的频率最咼为的频率最咼为，因此数据传输的最大带宽，等待时间少，传输速度可变，时序设计简洁一种基于多波束风场位移测量法的高速数据采集和处理系统中，设计了实现高速数据缓存和传输控制的芯片，主要包括时钟管理模块、前级缓冲模块、

4、后级双口存储模块以及和的读写控制模块等，很好地完成了数据的缓存和异步读取，并且极大简化了/芯片接口电路结构和印制电路板。采样频率为H采样数据量为点。系统已成功研制成收发一体化系统，并进行了范围内风场测量实验使用的激光脉冲频率为。TOC o 1-5 h z一种新型的线阵高速数据采集与实时处理系统中，由高速、高速缓存、比较器模块和构成，数据的存储和读取都由特殊设计的比较器模块启动，比较器的阈值自适应可调，使得只存储输出的有效像元信号。选用5选用，存储容量，数据宽度，读写时钟频率最高。系统用于高速位移测量，实验表明，数据采集速率可达，最快响应时间，实时处理的效果较好。在某和的高速数据采集系统中，系统

5、的采样速率可从到，采样时钟由输出的信号程控分频得到，的工作主频为，内含X位。芯片的存储容量为X该系统中只用到K,读/写周期仅为.，完全能达到采样速率的要求。米样速率为高速米集，只能一次米集、存满的数据，就要停止采集，待读取这数据后再进行下一次采集；为中速采集可以边采集存储边读取数据，数据量不受限制。某基于V的高速数据采集系统中，硬件构成为：高速、高速大容量数据缓冲、和微机接口。高速采用的，位采样，最高采样频率为0采用的高性能定点一一，上位机接口采用B,理论最大数据传输速率为M系统要求在一秒钟时间内连续采样，工作在采样频率，这样一秒内的数据量将近字节。由于强大的处理能力，在时间内可以处理完节的数

6、据缓冲，利用本文介绍的方法，用四片进行容量扩展，形成字节的数据缓冲，在没有增加系统复杂性前提下,很好地解决了大数据量存贮的问题。一种基于先进先出存储器和复杂可编程逻辑器件组合结构的高速血流数据采集系统的设计方法，利用超声波多普勒效应处理回波的方法测量血液速度。整个采集系统分为采集模块、高速缓存模块、逻辑控制模块以及通讯接口模块个部分。采集模块由放大器电路、模拟乘法器、高速积分器以及高速/转换电路组成；高速缓存模块由及其控制电路组成；逻辑控制模块由实现；通讯接口模块实现下位机与机的全双工通信。/转换芯片选择公司的，是采样率达的位逐次逼近型高速高精度模/数转换器，芯片选择公司的，容量为Kb最高工作

7、速率达，可以进行异步读写操作，设计中，芯片选择公司II系列的，它内部集成个逻辑单元，有个全局时钟网络，具有上电即工作和逻辑掉电不丢失的特点，单片机选择高速、高可靠性的。单片机控制程序主要实现的功能有：从中读取数据时的时序控制，以及与机间的串口通信控制。血流数据采集电路采用无直流分量、峰峰值为、频率为的正弦信号作为被测试信号，经过实验，电路工作基本正常，最大采集速率，通讯波特率可达。在某基于单片机的高速数据采集系统中，采集系统由单片机、高速转换器、高速静态及切换控制电路等部分组成，的数据线和地址线由总线切换电路来控制，选择连接单片机总线或连接到转换器的数据输出和地址发生器输出地址。单片机采用，选

8、用，转换精度（使用中仅取高八位）、最大采集频率，采用两片构成一个的外部存储器、典型读写时间，地址发生器电路采用片位可预置计数器级联组成、延时时间，总线切换采用三态总线收发器并联，分别选通单片机系统总线和地址发生器地址输出与数据输出构成的外部总线、其典型传输时间为，数据总线是根，需要两片，地址线有根，需要片。一种基于控制的高速数据采集存储系统中，该系统选用符合规范的硬盘作为数据存储介质，采用配置的磁盘阵列形式，并配合板载的内存实现对数据的高速大容量稳定存储。该磁盘阵列同时管理五个硬盘，平均数据流达到/，峰值传输速率达到/,也可以扩展更多硬盘构成大容量的磁盘阵列。系统采用桥芯片与计算机连接，可同时

9、存储四路数据，可以通过人机交互界面实时监控数据采集情况，在计算机上实现整个磁盘阵列的实时控制。某在系列单片机用系统中利用芯片实现数字图像的静态存储系统中，图像芯片采用，对于速度问题，一方面着眼于的数据输出时序和的读写时序，再利用图像芯片和数据输出特性和单片机的中断功能及的特点加以解决，而对于容量问题，利用的大存储容量加以解决。此系统软件最关键的如何将一帧有效的数据完整地传输到中，及如何在中读取数据的问题，只需采用中断的方法即可完成。一种基于的并条机高速数据采集系统中，为在很高的出条速度下准确而实时地对棉条厚度信息进行采集，采用了定长和定时两种不同的采样触发方式系统基于总线构建，内部硬件构成有非

10、接触位移传感器、多功能数据采集卡、低成本数据采集卡、主板、人机界面。工业控制计算机采用总线工控机，集成主板，主频，在操作系统下进行数据采集，实现混合环自调匀整控制。芯片不需要复杂的逻辑控制电路以及纷乱的地址发生器，通信电路对于工控机而言就如同一个普通的/口，软件编程十分简单。在系统的中断服务程序中检测到芯片不为空时将采集到的信息批量读出。在一种基于一总线的高速数据采集存储系统中，采用作为桥接芯片,基于/总线实现数据高速传输，采用构架服务器以及硬盘组成的磁盘阵列保证高速实时存储，用可编程逻辑器件完成数据采集和传榆的时序控制。系统总体结构包括一个自主研制的采集卡和一个计算机平台，采集卡插入到计算机

11、平台的总线插槽中。模拟信号经过信号调理后输入（采样频率），输出的采样数据写入，经过数据重组后写入缓存。该服务器主板上采用/桥芯片，北桥和桥之间有的带宽，和之间有的带宽，采用个硬盘组成磁盘阵列。是公司推出的/高性能接口控制器，端的峰值传输速率可达，本地端的峰值速率可达。选用V容量为0b选用Q选用，最高采样频率可达，量化位数为。连续采集时间主要取决于系统平台的配置，即磁盘阵列的容量，如本系统磁盘阵列为，连续采集时间可达高。该系统已成功应用于某雷达系统的回波信号实时采集存储，最终实现了在采样速率、量化精度指标下对雷达回波信号的连续全时段采集和存储，且信号失真度小于，可以满足对信号的高速采集、实时存储

12、的需求。参考文献高礼忠.FIFO在高速数据采集系统中应用.电子测量技术，2005,1：5152侯利军，王殊，汪安民.IDT72V2113在高速数据采集系统中的应用电子与封装，（）：5356唐颖，阮文海高速数据采集系统控制电路的设计现代电子技术，：2123周鹏，傅元，王亮基于FIFO的高速血流数据采集系统设计测试技术学报，（）：357361徐顺刚基于单片机的高速数据采集系统重庆师范学院学报（自然科学版），0）：1618黄再银视频帧存储器AL422B及其应用中国有线电视，：5960杨维剑在MCS-51系列单片机应用系统中利用FIFO芯片AL422B实现数字图像的静态存储福建电脑，：7980刘志平基

13、于FPGA的高速数据采集存储系统设计硕士学位论文西安：西安电子科技大学：林小青基于PCI总线的高速数据采集卡的研制.硕士学位论文长沙：国防科学技术大学：菅晓宇基于TMS320C6713DSP的高速数据采集系统设计硕士学位论文-呼和浩特：内蒙古大学：王鑫，陈骥，曹久大，周兆丰线阵CCD高速数据采集与实时处理系统光电子激光，（）：174177庞潼川，何佩琨，毛二可FPDP协议在高速数据采集处理系统中的应用.北京理工大学学报，（）：514516袁方，张贵宝，任石鹏，李从心基于FIFO的并条机高速数据采集系统设计电子测量技术，（）：7679周立敏，蒋亚东，眭晓林基于多波束风场位移测量法的高速数据采集和处理系统设计激光与红外，（）：187191张华，胡修林基于的高速实时采集存储系统计算机应用，（）：31303133毕业论文开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一、本课题要研究或解决的问题如何利用单片机控