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作为信息处理的重要组成部分,高速数据采集已经在很多方面得到应用。特别是在军事电子对抗领域,电子侦察到的电磁信号已经呈现出“大数据”的趋势。随着各种复杂宽带雷达技术的出现,以及人工智能在电子侦察信号处理中深入应用,对数据采集提出了更高的要求。本文在雷达辐射源识别项目背景下,针对雷达辐射源信号高速采集问题研究设计了基于Zynq的PCIE高速数据采集卡,可实现对频带范围内的信号进行高速采集、传输和存储,并保证传输速率满足设计需求和整体性能可靠稳定。针对实际处理需求,本文设计的高速数据采集卡采用载卡和子卡的架构,根据输入信号类型是模拟信号还是数字信号来灵活地更换AD子卡和光纤子卡进行匹配。载卡与子卡通过高速接口连接,采集卡接收子卡的数据,经过Zynq处理器内部数据预处理后,最后通过PCIE总线接口传输至辐射源信号识别平台完成后续处理。本文主要内容包括:(1)完成采集卡的硬件设计采集卡硬件设计包括载卡和子卡的电路设计以及芯片选型和配置。载卡选择Zynq7000So C作为主控芯片,Zynq7000片内使用FPGA+ARM的架构,可以在单芯片上实现数据接收和数据处理。载卡选用FMC连接方式支持不同子卡的数据接入,将DDR3设计为高速数据传输过程中的大容量FIFO以实现数据速率匹配,通过PCIE总线接口实现采集卡与辐射源信号识别平台之间的通信。根据雷达辐射源识别项目需求选用合适的ADC芯片完成了AD子卡的设计,并通过FMC接口将信号引至Zynq芯片;光纤子卡实现了光纤接口与FMC接口的转接。(2)完成采集卡的软件设计软件设计包括逻辑设计、嵌入式软件设计和上位机设计。逻辑设计主要完成高速数据的采集和传输功能,研究了AD数据和光纤接口数据的传输和存储设计与实现,完成各个模块的逻辑设计,使各个模块实现数据互通实现高速数据传输。嵌入式软件设计通过在Ubuntu环境下进行内核移植、系统移植和镜像烧录等工作,可实现对数据进行初步处理,以减少后续数据处理的负担。上位机设计主要实现采集卡的检测、初始化以及对接收到的数据进行存储等功能。(3)完成采集卡的高速数据传输性能测试,经实际测试,采集卡的数据传输速率和误码率都可以满足雷达辐射源的要求,为后续数据采集卡设计和实现提供基础和参考。