首页 / 专利库 / 信号处理 / 信号 / 基于FPGA芯片的数据采集装置

基于FPGA芯片的数据采集装置

阅读:3发布:2020-06-12

专利汇可以提供基于FPGA芯片的数据采集装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及计算机信息领域装置,特别的是涉及一种基于FPGA芯片的 数据采集 装置,包括用于 信号 多通道处理的FPGA、数据采集模 块 、辅助处理器,其中的FPGA分别与数据采集模块、辅助处理器电连接,FPGA还与 存储器 电连接,辅助处理器通过上位机通信模块与上位机电连接,所述的FPGA采用FPGA芯片。,下面是基于FPGA芯片的数据采集装置专利的具体信息内容。

1.基于FPGA芯片的数据采集装置,其特征在于,包括用于信号多通道处理的FPGA、数据采集模、辅助处理器,其中的FPGA分别与数据采集模块、辅助处理器电连接,FPGA还与存储器电连接,辅助处理器通过上位机通信模块与上位机电连接,所述的FPGA采用FPGA芯片。
2.如权利要求1所述的基于FPGA芯片的数据采集装置,其特征在于,所述的数据采集模块包括多个处理通道,各个处理通道相互并联,每个处理通道包括依次电连接的模拟信号接口、放大电路滤波器模数转换电路。
3.如权利要求2所述的基于FPGA芯片的数据采集装置,其特征在于,FPGA配置为包括多个信号处理通道和时序控制电路,所述的多个信号处理通道和时序控制电路电连接,时序控制电路与辅助处理器电连接;所述的多个信号处理通道与数据采集模块的多个处理通道电连接,所述的时序控制电路用于控制多个信号处理通道的时序并用于将多个信号处理通道的信号传输给辅助处理器。
4.如权利要求1所述的基于FPGA芯片的数据采集装置,其特征在于,所述的FPGA芯片型号是Altera 28-nm Stratix V系列。
5.如权利要求1所述的基于FPGA芯片的数据采集装置,其特征在于,所述的辅助处理器包括通用处理器、单片机或通信处理器。
6.如权利要求1所述的基于FPGA芯片的数据采集装置,其特征在于,所述的存储器采用EPROM存储器,所述的上位机通信模块采用以太网接口模块。

说明书全文

基于FPGA芯片的数据采集装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及计算机信息领域装置,特别是涉及一种基于FPGA芯片的数据采集装置。

背景技术

[0002] 中国实用新型专利CN201620372010.2公开了一种基于多传感器的智能数据采集装置,包括:传感器阵列、信息采样数据处理模块、控制模块、GPS接收器、GPRS无线通讯模块;所述传感器阵列分别安装在前后车处,且分别与信息采样模块连接,所述信息采样模块的输出端与数据处理模块连接,所述数据处理模块的输出端与控制模块连接,所述控制模块的输入端与GPS接收器连接,其输出端与GPRS无线通讯模块连接;所述传感器阵列包括开关状态传感器、开关式传感器阵列,所述开关状态传感器分别安装在前后车门处,所述开关式压力传感器阵列分布式平铺在前后车门的上下车台阶处,所述开关状态传感器、开关式压力传感器阵列都与信息采样模块连接。所述信息采样模块包括多个低通滤波器和与低通滤波器对应数量的光电隔离器,每个所述低通滤波器的输入端连接传感器阵列的一个传感器,其输出端连接一个光电隔离器,所述光电隔离器的输出端连接数据处理模块。所述数据处理模块内部设有数据采集接口,所述数据采集接口包括多个双向模拟开关、多个译码器,每个译码器与对应的所述双向模拟开关连接,每个所述双向模拟开关与控制模块连接。上述专利比较具体地公开了现有技术中多传感器数据信息采集的框架结构,在该技术中通过数据接口采集多路的传感器信息并且将该信号交付数据处理模块处理,其中的控制模块用于应用数据或者存储数据等;上述传统的技术中在数据的处理上采用的数据处理模块通常都是单个处理中心,在传感器的数量众多或者繁杂时单个的处理中心很难应付,然而单个处理中心也难以开发提高速率的并行通道。实用新型内容
[0003] 本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0004] 基于FPGA芯片的数据采集装置,1包括用于信号多通道处理的FPGA、数据采集模块、辅助处理器,其中的FPGA分别与数据采集模块、辅助处理器电连接,FPGA还与存储器电连接,辅助处理器通过上位机通信模块与上位机电连接,所述的FPGA采用FPGA芯片。
[0005] 进一步,所述的数据采集模块包括多个处理通道,各个处理通道相互并联,每个处理通道包括依次电连接的模拟信号接口、放大电路、滤波器、模数转换电路。
[0006] 进一步,FPGA配置为包括多个信号处理通道和时序控制电路,所述的多个信号处理通道和时序控制电路电连接,时序控制电路与辅助处理器电连接;所述的多个信号处理通道与数据采集模块的多个处理通道电连接,所述的时序控制电路用于控制多个信号处理通道的时序并用于将多个信号处理通道的信号传输给辅助处理器。
[0007] 进一步,所述的FPGA芯片型号是Altera 28-nm Stratix V系列。
[0008] 进一步,所述的辅助处理器包括通用处理器、单片机或通信处理器。
[0009] 进一步,所述的存储器采用EPROM存储器,所述的上位机通信模块采用以太网接口模块。
[0010] 有益效果
[0011] 数据采集模块采用的多个通道可以同时采集多路的传感器信号,多路的传感器信号在FPGA中的多个处理信道内可以同时并行处理,然后通过时序控制电路再将处理的数据传输给辅助处理器,这种情况下即使辅助处理器是单核的也大大提高了数据处理的效率,辅助处理器或上位机就不需要再通过分时处理或优先级中断分别逐一处理采集数据,可以很大提高数据采集处理的效率并且是从硬件层面直接提高采集处理效率;另外采用的可编程的PFGA芯片使得采集处理过程灵活性更强且功耗更低。附图说明
[0012] 图1是本实用新型实施例的电路连接框图
[0013] 图2是本实用新型FPGA实施例电路框图。
[0014] 图3是本实用新型数据采集模块实施的电路框图。

具体实施方式

[0015] 基于FPGA芯片的数据采集装置,如图1,本实用新型包括用于信号多通道处理的FPGA、数据采集模块、辅助处理器,其中的FPGA分别与数据采集模块、辅助处理器电连接,FPGA还与存储器电连接,辅助处理器通过上位机通信模块与上位机电连接,所述的FPGA采用FPGA芯片;如图3,所述的数据采集模块包括多个处理通道,各个处理通道相互并联,每个处理通道包括依次电连接的模拟信号接口、放大电路、滤波器、模数转换电路;如图2,FPGA配置为包括多个信号处理通道和时序控制电路,所述的多个信号处理通道和时序控制电路电连接,时序控制电路与辅助处理器电连接;所述的多个信号处理通道与数据采集模块的多个处理通道电连接,所述的时序控制电路用于控制多个信号处理通道的时序并用于将多个信号处理通道的信号传输给辅助处理器。
[0016] 具体实施中,数据采集模块采用的多个通道可以同时采集多路的传感器信号,尤其也可以采集矩阵传感器的信号,多路的传感器信号在FPGA中的多个处理信道内可以同时并行处理,然后通过时序控制电路再将处理的数据传输给辅助处理器,这种情况下即使辅助处理器是单核的也大大提高了数据处理的效率,因为前期的数据处理基本通过PFGA在短时间内完成,辅助处理器仅仅需要应用该数据或作为传输给上位机的桥梁,辅助处理器或上位机就不需要再通过分时处理或优先级中断分别逐一处理,这样可以很大提高数据采集处理的效率并且是从硬件层面直接提高采集处理效率,尤其是在多传感器或信号数量多并且复杂的情况中效果明显;另外采用的可编程的PFGA芯片使得采集处理过程灵活性更强且功耗更低。
[0017] 所述的FPGA芯片型号是Altera 28-nm Stratix V;Stratix V系列FPGA:具有950K LE、52Mb RAM、704个18位x 18位高性能精度可调乘法器和840个I/O。它集成了66个全双工、支持背板应用的14.1-Gbps收发器,以及高达800MHz的6x72位DIMM DDR3存储器接口。带有增强数字信号处理(DSP)功能和收发器的Stratix V GS FPGA:集成了4,096个18位x 18位高性能精度可调乘法器、支持背板应用的48个全双工、14.1-Gbps收发器,以及高达800MHz的7x72位DIMM DDR3存储器接口。带有收发器的Stratix V GT FPGA:集成了4个28-Gbps收发器,32个全双工、支持12.5Gbps背板应用的收发器,以及高达800MHz的4x72位DIMM DDR3存储器接口。
[0018] 所述的辅助处理器包括通用处理器、单片机或通信处理器;所述的存储器采用EPROM存储器,所述的上位机通信模块采用以太网接口模块;通过采用性能优良的FPGA或辅助处理器可以更好的提高数据采集处理效率。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈