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基于ARM+FPGA的高速同步数据采集方案

作者：hyesco 作者单位：北京恒颐创兴科技有限公司 2010年4月9日

    简介：
    　　大多数的勘探、观测工作都是在严苛的环境中进行的，对数据的准确性、实时性都有着较高的要求，并且大多参数要求同步测量。北京恒颐针对勘探、测控等行业的特点，推出了基于ARM+FPGA的低功耗、高速率、高精度、多通道同步数据采集方案，可以通过监测者的要求完成多通道数据的同步实时采集并实现实时的网络传输…

    应用背景
    　　众所周知，大多数的勘探、观测工作都是在严苛的环境中进行的，对数据的准确性、实时性都有着较高的要求，并且大多情况下要求多参数同步测量。北京恒颐针对勘探、测控等行业的特点，推出了基于ARM+FPGA的低功耗、高速率、高精度、多通道同步数据采集方案，可以通过监测者的要求完成多通道数据的同步采集并实现实时的网络传输。

    应用场合
    　　　物探分析领域
    　　　天然气、石油等地下勘探领域
    　　　观测技术领域（地震波、频谱分析）
    　　　电力调度系统

    系统架构
    　　恒颐高速同步数据采集方案，功能特点如下：
    　　1）通过系统接口直接与采集终端通讯，完成工业现场的多通道模拟量、开关量的数据采集与A/D转换，实现对数据采集终端的控制；
    　　2）系统设有FIFO缓存模块，支持信号的长时间连续采集存储；
    　　3）支持采集数据的移动存储，可对采集数据通过存储卡进行存取；
    　　4）支持10/100M以太网或CDMA/GPRS无线网络，可以实现高效率的网络数据传输。
    　　系统架构如图所示：

    系统硬件设计
    　　恒颐高速同步数据采集系统主要包括以下几个部分：ARM控制器、存储电路、FPGA逻辑控制电路、A/D转换电路、FIFO缓存、电源电路、接口电路等。
    　　系统具备多通道数据采集接口，FPGA逻辑电路控制A/D采集和FIFO缓存模块，实现长时间不间断的数据采集与数据转换；同时系统具有丰富的外围控制接口和通信接口，可以实现数据的存储、显示，完成RS485/RS232或高速以太网络的数据传输。
    　　系统硬件结构如图所示：

    系统软件设计
    　　嵌入式操作系统在系统中具有至关重要的作用，该方案依托高性能的Linux操作系统，实现对数据采集终端的控制，实现数据的实时传输和处理。
    方案优势
    　　恒颐基于ARM+FPGA的高速同步数据采集方案，解决了数据采集的同步性问题，与以往的数据采集方案相比，具有高精度、高速率、多参数同步测量、实时处理、网络传输不受区域限制等特点。

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