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多通道高速采集卡

高速采集卡概述
        本采集卡基于高速AD、FPGA及高速DDR,實現四路250M 14位獨立或同步高速采樣,提供兩路外部同步時鐘輸入、并支持兩路對外時鐘輸出。板上提供1G高速DDR緩存,支持板上信號預處理;對外提供USB3.0高速通信接口、URAT串行通信接口、JTAG調試接口、預留PCIe 2.0接口、硬件I/O接口。
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高速采集卡的特征
  • 4路 250M 采樣

  • 支持單端或差分信號輸入

  • 前端可編程增益放大

  • 1G高速DDR緩存

  • USB3.0高速通信接口

  • PCIe 2.0接口

  • 輸入/輸出時鐘

  • 單12V電源供電

高速采集卡應用

  • 各類高速模擬信號采樣與處理

  • 例如,光傳感領域的DVS、DAS等系統用核心采集板

高速采集卡功能及組成框圖

  • 采集卡功能

        采集卡用以采集模擬信號,板卡上的FPGA芯片,可以用于對采集到的模擬信號進行處理,并將處理后的數字信號通過USB3接口實時傳送給外部處理器或計算機,同時板上提供了豐富的接口及工作狀態指示。
  • 采集卡功能組成

        采集卡功能組成如下圖所示:
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        采集卡對外的接口如下圖所示:
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采集卡對外接口參數
        采集卡對外接口的參數如下。
        a) 供電
            1) 電壓:DC +12V;
            2) 預計正常工作功耗:小于20W。
        b) 通道
            1) 通道數量:4個;(通過擴展接口增加ADC子卡,通道數量可增加4個)
            2) 支持單端或差分輸入;
            3) 通道工作方式:同步或任意通道獨立使能;
        c) ADC輸入信號特性
            1) 耦合方式:DC;
            2) 輸入阻抗:50Ω;
            3) 端接方式:單端輸入;
            4) 輸入幅度:0.5Vpp~5Vpp。
        d) A/D采樣參數
            1) 采樣速度:1M~250MSPS可設置;
            2) 采樣位數:14bit;
            3) 采樣精度:11.2bit;
        e) 觸發脈沖
            1) 輸入觸發脈沖
                數量:2個;
                輸入觸發脈沖電平:3.3V TTL;
                輸入觸發脈沖寬度:≥4ns;
           2) 輸出觸發脈沖
               數量:2個;
               輸出觸發脈沖電平:3.3V TTL;
               輸出觸發脈沖寬度:4ns~100us;
               輸出觸發脈沖頻率:100Hz~100KHz;
               輸出觸發脈沖延遲:4ns~1ms;
        f) 板上緩存
            1) FPGA內部緩存
            USB3.0芯片前端緩存:≥160KByte;
            ADC芯片前端緩存:≥160KByte。
            2) DDR3緩存:1024MByte
        g) 數據長度:2通道數據總量n*16KByte或8KSample;
        h) 數據獲?。河|發脈沖上升沿觸發,觸發延遲后的數據開始截取指定長度。
        i) 算法(用戶工作):
           1) 空間合并平均
           2) 空間指數補償
           3) 時間滑動平均
           4) 時間帶通濾波
           5) 時間過零率計算
           6) 時間短時能量計算
           7) FFT計算
        j) PCIe接口:PCIe 2.0  ×8 ×4 ×2 ×1可選;
        k) UART接口:RS232;
        l) USB3.0 接口;
       m) 板卡調試接口
           1)  USB3.0控制器ARM9內核JTAG調試接口;
           2)  FPGA JTAG調試接口;
板卡工作指示燈說明
        采集卡上共有指示燈9個,其中,電源供電狀態指示燈7個,FPGA工作狀態指示燈2個,各個LED指示燈的狀態說明如下。
        電源供電狀態指示燈:
        1) DS1——ADC 3.3V供電狀態指示燈;
        2) DS2——FPGA 1.8V  IO供電指示燈;
        3) DS3——FPGA 1.8V  IO供電指示燈;
        4) DS4——FPGA高速串行總線VTT供電指示燈;
        5) DS5——FPGA高速串行總線VCC供電指示燈;
        6) DS6——FPGA內核供電指示燈;
        7) DS7——外部供電狀態指示燈,燈亮表示外部供電不正常。
        FPGA工作狀態指示燈:
            1) DS9——FPGA DONE信號指示燈,燈亮表示配置完成,燈滅表示正在配置;
            2) DS8——FPGA_INIT_B信號指示燈,燈亮表示FPGA初始化完成,燈滅表示正在初始化;
板卡可提供測試用例說明
        板卡交付時提供測試用例如下:
        1) ADC測試用例
              測試用例名稱:ADC_TEST
              測試用例功能:驗證ADC1和ADC2芯片的4個通道采集數據的性能,包括輸入信號范圍、采樣率范圍、采樣性能;
        2) 輸入輸出觸發脈沖測試用例
              測試用例名稱:PULS _TEST
              測試用例功能:驗證輸入、輸出觸發脈沖延時,上升沿時間;
        3) DDR3測試用例
              測試用例名稱:DDR3_TEST
             測試用例功能:驗證DDR3讀寫速度、存儲容量;
        4) USB3測試用例
             測試用例名稱:USB3_TEST
             測試用例功能:驗證USB3接口功能、傳輸速率。
使用注意事項
        1) 電源正負極不要接反;
        2) 不要帶電插拔連接JTAG接口的仿真器。


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