基于fpga的帧数据接收

基于FPGA的数据采集和存储技术黄慧春 huanghuichun@57a947d80242a8956bece4a3

主要内容

?FPGA硬件电路设计基础

–可编程器件概述

–CPLD与FPGA的选择

–FPGA的资源结构

–FPGA的应用

?FPGA设计技巧

–如何提高设计可靠性

– PLL、ROM等电路的配置

?基于FPGA的数据采集与存储案例–系统设计分析

– 硬件电路设计

竞赛与实际系统设计区别

?竞赛的特点

–先有硬件平台，后有项目

–主体硬件设计已备，扩展应用需理解接口，主体工作偏重程序设计?实际FPGA系统设计特点

–先有项目和需求，后选择芯片方案

–软硬件设计协同开展，相互配合

?硬件开发：芯片方案、PCB Layout

?软件开发：系统工作程序设计

?系统联合调试

?20世纪80年代以前：只有简单的PLD

?20世纪80~90年代：出现CPLD 和FPGA

?发展至今：FPGA 得价格越来越便宜，而内部资源的种类和数量越来越多。FPGA 方案提供商用这些资源组合出来的各色“菜品”，可谓是荤素搭配、营养丰富，自然受到了消费者的热烈欢迎！什么是FPGA ？

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CP

匦圈垂烫耍匦匝圜ＰＬＤ文章编号：１００８—０５７０（２００８）０１…２

Ｄｅｓｉｇ门ｏｆａＣＰＬＤＦＰＧＡ应用０２０９０３基于ＦＰＧＡ的高速数据采集系统的设计Ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ

（中北大学电子测抛芰术国家重点实验室）朴现磊熊继军沈三民

ＰｊＡｏｘｔＡＮＬＥＩＸｌＯＮＧＪＩＪＵＮＳＨＥＮＳＡＮＭＩＮ

摘要：本文介绍了以ＦＰＧＡ为核心逻辑控制模块的高速数据采集系统。设计中采用了自预向下的方法，将ＦＰＧＡ依据功能划分为几个模块，详细论述了各模块的设计方法和控制流程。ＦＰＧＡ模块设计使用ＶＨＤＬ语言，在ＸｉｌｉｎｘＩＳＥ中实现软件设计和完成仿真。整个采集系统不但可实现２４路最大工作频率为５００ｋＨｚ的模拟信号采集，而且还能完成ｌ路系统内部信号的采集以达到自校验功能。

关键词：ＦＰＧＡ：数据采集：ＶＨＤＬ语言

中图分类号：ＴＮ４０９文献识别码：Ｂ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ．ｗｈｉｃｈｉＳｔｈｅｃｏｒｅｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉＳｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｅｔｈ

基于FPGA的PCI数据采集及回放系统

南京信息工程大学

硕士学位论文

基于FPGA的PCI数据采集及回放系统设计

姓名：李云飞

申请学位级别：硕士

专业：信号与信息处理

指导教师：周希辰

20090501

基于FPGA的PCI数据采集及回放系统

南京信息工程大学硕士学位论文

摘要

数字中频技术因其稳定性、可靠性和灵活性高的特点而成为现代雷达接收和信号处理的重要技术，该技术是提高现代雷达性能的重要技术之一，也是雷达接收机发展的必然趋势。而与之相辅助的高速数据采集系统无论是对其前期仿真论证还是对其后期验证和算法改进都具有非常重要的作用。因此在现在雷达系统设计中，迫切需要设计一个高速雷达数据采集回放系统，它既可以作为数字雷达接收机一部分将雷达回波信号实时采集到计算机中进行分析；也可以将计算机中的雷达回波信号回放到需要试验的信号处理板上进行验证。

本文根据某型雷达中频回波信号的特点并结合以往研究的成果，提出了一种雷达中频信号的高速数据采集与回放系统的实现方案，并在此基础上完成了该系统的设计与测试。该系统的主要功能是实现雷达中频信号的高速采集、高速传输、存储与高速回放。

本文所讨论的系统的实现方案主要是基于ＰＣＩ控制器的突发传输来实现雷达数据的高速采集与回放的。通过ＡＤＣ对雷达

北京航空航天大学第八届研究生学术论坛

8th Academic Forum for Graduate Students at Beihang University

2011年4月 Apr 2011

基于FPGA的高速数据采集系统设计

金 刚，徐志跃

(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京，100191)

摘 要：设计一种基于FPGA 的高速数据采集系统，该系统采用FPGA作为控制器，PXIe总线作为总线接口，采用Verilog HDL硬件编程语言进行程序控制，这种于FPGA 的同步采集、实时读取采集数据的方案，可以提高系统采集和传愉速度,此种设计方案结构灵活、控制简单、可靠性高。

关 键 词： FPGA；PXIe总线；高速数据采集；Verilog HDL 中图分类号：TP391

文献标识码：A 文章编号：

Design of high-speed data acquisition system based on FPGA

Jin Gang，Xu Zhiyue

(Beihang University School of Automation Science and El

北京航空航天大学第八届研究生学术论坛

8th Academic Forum for Graduate Students at Beihang University

2011年4月 Apr 2011

基于FPGA的高速数据采集系统设计

金 刚，徐志跃

(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京，100191)

摘 要：设计一种基于FPGA 的高速数据采集系统，该系统采用FPGA作为控制器，PXIe总线作为总线接口，采用Verilog HDL硬件编程语言进行程序控制，这种于FPGA 的同步采集、实时读取采集数据的方案，可以提高系统采集和传愉速度,此种设计方案结构灵活、控制简单、可靠性高。

关 键 词： FPGA；PXIe总线；高速数据采集；Verilog HDL 中图分类号：TP391

文献标识码：A 文章编号：

Design of high-speed data acquisition system based on FPGA

Jin Gang，Xu Zhiyue

(Beihang University School of Automation Science and El

基于FPGA的光电数据采集和处理采集系统设计

武汉理工大学

毕业设计（论文）

基于FPGA的光电数据采集和处理采集系

统设计

学院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师：

基于FPGA的光电数据采集和处理采集系统设计

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

年 月 日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密囗，在 年解密后适用本授权书

2、不保密囗 。

（请在以上相应方框内打“√”）

作者签名： 年 月 日 导师签名：

jacklong

ＰＬＤＣＰＬＤＦＰＧＡ应用

文章编号：１００８－０５７０（２００７）０９－２－０２１２－０２

中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第９－２期

基于ＦＰＧＡ多通道同步数据采集系统设计

ＤｅｓｉｇｎｏｆＭｕｌｔｉ－ＣｈａｎｎｅｌＳｙｎｃｈｒｏｎａｌＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ

（大连理工大学振动工程研究所）李艳军

郭正刚张志新马孝江

ＬＩＹＡＮＪＵＮＧＵＯＺＨＥＮＧＧＡＮＧＺＨＡＮＧＺＨＩＸＩＮＭＡＸＩＡＯＪＩＡＮＧ

摘要：结合数据采集在往复式压缩机在线监测系统中的应用，设计了以ＦＰＧＡ（现场可编程门阵列）为核心的逻辑控制模块的

多通道数据采集系统。整个采集系统可实现１６路最大工作频率为１００ｋＨｚ的模拟信号的采集。设计中采用了自顶向下的方法，将ＦＰＧＡ依据逻辑功能划分为几个模块，详细论述了各模块的设计方法。各逻辑模块设计使用ＶＨＤＬ语言，并在ＩＳＥ中完成软件设计和仿真。

关键词：ＦＰＧＡ；数据采集；同步；ＶＨＤＬ中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｃｏ

基于FPGA的光电数据采集和处理采集系统设计

武汉理工大学

毕业设计（论文）

基于FPGA的光电数据采集和处理采集系

统设计

学院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师：

基于FPGA的光电数据采集和处理采集系统设计

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

年 月 日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密囗，在 年解密后适用本授权书

2、不保密囗 。

（请在以上相应方框内打“√”）

作者签名： 年 月 日 导师签名：

本科毕业论文(设计)

题 目： 基于FPGA的直接数字

频率合成器设计

学 院： 自动化工程学院 专 业： 电子信息科学与技术 班 级： 2004级2班 姓 名： ########## 指导教师： ###########

2008年 6 月 2 日

基于FPGA的直接数字频率合成器设计

The Design of Direct Digital Frequency Synthesizer Based on FPGA

摘 要

设计由可编程逻辑阵列FPGA（Field Programmable Gate Array）器件实现直接数字频率的合成器。直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer）是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。由于FPGA的自身特点，能够很容易在FPGA内部生成多个基本模块，从而开发出功能更强大的芯片。本文在对现有DDS技术的学习基础上，在FPGA器件上实现了基于DDS技术

1. 花样彩灯控制器的设计

设计要求:

假设输入脉冲为3MHz，控制16只LED发光二极管每隔1s或2s显示一种花样。要求显示的花样如下:闪烁2次 从LED（0）移位点亮到LED（15）一次 全部点亮一次 从LED（15）开始逐个熄灭至LED（0）1次 闪

烁

2

次。。。。。。如果按下清零键时，16只LED均熄灭一次，然后再重新按规律显示。如果没有按下快/慢选择控制键时，16只LED发光二极管是以每隔1s进行花样显示，否则按下快/慢键选择控制键时，16只LED发光二极管是以每隔2s进行花样显示。

2. 利用FPGA实现一个简单的DDS正弦波发生器

（DDS：数字显示示波器）

可分解为三个部分来设计：时钟产生模块；地址产生模块；ROM查找表模块。 实现思路：

① 首先，由外部晶振引入40MHz的时钟到FPGA内部，进入时钟产生模块，对时钟进行处理并3倍频程后，得到一个稳定精确的120MHz的系统时钟；

② 然后，地址产生模块在系统时钟的激励下，将频率控制字与累加寄存器输出的数据进行累加，然后把累加的结果作为地址输出给ROM查找表地址；

③ 最后，ROM查找表模块在每个系统时钟的上升沿，按照地址来读取ROM查找表中的相应的波