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目前数字信息技术的快速发展,数据采集存储搬移技术在雷达、通信、气象和航天等领域得到广泛的应用。本文介绍一种基于FPGA的数据采集存储搬移技术实现方案。该系统采用16路A/D同步数据采集,通过高速的DMA把采集数据存储到DDR3中,并支持把数据从DDR3高速移出。并设计了PCIE总线,实现Intel i7工控管理计算机与FPGA板的DDR3之间的数据双向传输。
全系统分为两个通道实现数据传输和存储,一个是将采集的数据信息进行数据搬移和存储,另一个是将Intel i7工控管理计算机的数据下传到存储器中,也能够将DDR3里的数据返回给Intel i7工控管理计算机。
将采集的数据信息实现搬移和存储部分主要由A/D采集、数据缓存、DMA控制器和DDR3控制器模块组成。数据采集模块为16路数据采集端口,系统使用AXI寄存器方式控制多路同步采集输出和DMA同步启动。采用ROM块初始化的方式更改外置A/D卡所需要的采样频率和增益参数,以方便用户调节采样频率和增益。数据缓存模块利用FIFO的异步时钟特点,不仅实现跨时钟域的高速连续的数据流与内存映射之间的数据传输而且可以实现不同位宽数据接口之间的传输。采用Xilinx公司的Virtex7系列XC7VX690T-2FFG1761-2芯片并利用嵌入式MicroBlaze核植入C代码控制系统运行的能力。
Intel i7工控管理计算机和存储器之间的双向数据搬移由PCIE总线控制模块完成。在Intel i7工控管理计算机中由WinDriver开发工具提供PCIE驱动,负责Intel i7板与FPGA之间的数据连接,用户可以通过在Intel i7板上编写C程序实现Intel i7板与FPGA板的DDR3之间的数据双向传输。
经测试16路A/D卡可以实现总位宽256bit、采样频率200MHz和增益-2dB的同步采集,而且满足数据对齐,相位一致性要求。采样数据能实时地存储到DDR3中,也可以把数据从DDR3中高速搬出。Intel i7板和DDR3之间能够实现双向高速的传输。
全系统分为两个通道实现数据传输和存储,一个是将采集的数据信息进行数据搬移和存储,另一个是将Intel i7工控管理计算机的数据下传到存储器中,也能够将DDR3里的数据返回给Intel i7工控管理计算机。
将采集的数据信息实现搬移和存储部分主要由A/D采集、数据缓存、DMA控制器和DDR3控制器模块组成。数据采集模块为16路数据采集端口,系统使用AXI寄存器方式控制多路同步采集输出和DMA同步启动。采用ROM块初始化的方式更改外置A/D卡所需要的采样频率和增益参数,以方便用户调节采样频率和增益。数据缓存模块利用FIFO的异步时钟特点,不仅实现跨时钟域的高速连续的数据流与内存映射之间的数据传输而且可以实现不同位宽数据接口之间的传输。采用Xilinx公司的Virtex7系列XC7VX690T-2FFG1761-2芯片并利用嵌入式MicroBlaze核植入C代码控制系统运行的能力。
Intel i7工控管理计算机和存储器之间的双向数据搬移由PCIE总线控制模块完成。在Intel i7工控管理计算机中由WinDriver开发工具提供PCIE驱动,负责Intel i7板与FPGA之间的数据连接,用户可以通过在Intel i7板上编写C程序实现Intel i7板与FPGA板的DDR3之间的数据双向传输。
经测试16路A/D卡可以实现总位宽256bit、采样频率200MHz和增益-2dB的同步采集,而且满足数据对齐,相位一致性要求。采样数据能实时地存储到DDR3中,也可以把数据从DDR3中高速搬出。Intel i7板和DDR3之间能够实现双向高速的传输。