/ / / / / / / / /
/ / / / / / / / / /
  北京太速科技有限公司是一家专业面向嵌入式硬件开发的知识服务公司,主要从事高端智能计算平台方案服务,具有多年DSP、FPGA、ARM等平台开发经验。凭借一流的技术和严格的项目管理流程,确保项目的质量稳定可靠,并对客户产品生命周期提供全程技术支持和服务,确保客户产品圆满实现。

板卡标识码 :04Xil160T0230
请记下 ID:230,下载客户需求单,填好后与客服人员联系,我们将尽快安排工程师与您沟通。了解 太速服务流程 请点击进入

基于声学或脉冲信号的4通道AD采集DSP处理平台

脉冲信号,AD采集,DSP处理平台,高速采集,实时信号,DSP实时信号处理,高速AD转换,XC7K160T-2FFG676I,TMS320C6748

脉冲信号,AD采集,DSP处理平台,高速采集,实时信号,DSP实时信号处理,高速AD转换,XC7K160T-2FFG676I,TMS320C6748

一、板卡概述

    高速采集和实时信号处理同在一个板卡,采用标准PCIE结构,遵循PCIE协议进行设计。模块主要由数字和模拟供电电路部分、时钟产生和分配、FPGA主控部分、高精度高速AD转换、DSP实时信号处理、对外接口等组成。同时DSP也可以出网络,支持单板工作模式。具体框图如下:

图1 高速采集和实时信号处理模块电路框图

        模块实时采集外部光电转换后的模拟信号,在FPGA和DSP内完成相应的算法,通过PCIE总线和以太网接口输出位置数据。
        模拟信号预处理除了完成输入信号的阻抗匹配,还实现AD前端模拟信号的预处理和电平匹配。AD转换电路采用高精度100MHz、16位或14位分辨率转换芯片,完成四通道同步采集。实时信号处理采用浮点高性能DSP芯片实现。

1.1高速多通道采集硬件主要指标

  1. 采样频率:DC-100MHz
  2. 通道数:4通道,同步采样
  3. 输入信号范围:±1V;±2V(换电阻选择,设计可用AD9253-105,可参考ATS9440高速采集卡,可升级焊接AD9653)
  4. 输入阻抗:50Ω
  5. 采样位数:16或14
  6. 有效位数:≥10.5
  7. 3dB带宽:≥60MHz
  8. 外触发,外时钟


图2 PCIe卡功能框图

图3 FMC子卡功能框图

1.2 数字硬件指标

1.  标准PCIE板卡
2.  支持PCI Express v1.1 v2.0标准
3.  支持8x PCIe,兼容1x、4x,理论带宽 高1.6GB
4.  板载1GB DDR3 SDRAM,64位800MHz,包含4片DDR3颗粒,用来完成数据缓存
5.  FPGA采用Xilinx XC7K160T-2FFG676I,工业级温度范围
6.  FPGA支持SPI加载模式
7.  DSP采用TMS320C6748,工业级温度范
8.  DSP外挂1Gb DDR2 SDRAM,256Mb Nor Flash
9.  板卡具有1路100M以太网口
10. 板卡具有4路16位100 MSPS ADC,支持外触发、支持外时钟
11. 板卡具有1个拨码开关用来控制模拟前端的输入幅度
12. 板卡具有1路RS485通讯接口
13. 板卡具有4个LED指示灯

1.3 AD指标

1.   AD芯片采用ADI的AD9653,4通道同步采集
2.    高125MSPS采样率,理论 高16位分辨率
3.  单端输入, 高2Vp-p,直流耦合
4.  支持外时钟输入
5.  支持外触发输入
6.  支持软件触发
7.  支持4路外触发输出

1.4操作系统

     工控机架构:可在WIN7(32位/64位)操作系统下运行,电路和配套驱动程序具备DMA传输功能。

二、主要芯片介绍

2.1 FPGA介绍
     
FPGA 选用XC7K160T-2FFG676I,性能指标如下:

  1. 逻辑资源:具有162,240 LogicCells
  2. 存储器资源:具有 大2,188Kb分布式 RAM,总块RAM有11,700Kb
  3. DSP资源:600个 DSP slices
  4. 时钟资源8个CMTS
  5. PCIE资源:1个PCIe硬IP,支持PCI Express 2.1,支持Gen1和Gen2的数据速率
  6. GTX资源:8个GTXs, 大支持12.5Gbps
  7. IO资源:400个IO(其中250个IO支持1.5V-3.3V,150个IO支持1.5V-1.8V)。

2.2 DSP介绍

    DSP选用TMS320C6748,主要性能如下:

  1. DSP时钟主频375/456MHz,C647x定点浮点运算
  2. 内存总线独立,支持16Bit DDR2 SDRAM
  3. 外部存储器接口(EMIFA),支持8 / 16Bit宽的Nor Flash和Nand Flash,支持16Bit SDRAM
  4. 3个可配置的16550型UART模块,16字节FIFO深度
  5. 2个SPI接口,每个支持多路片选
  6. 2个集成IIC总线接口
  7. 2个多通道缓冲串口(MCBSP)
  8. 1个10 / 100Mbps以太网MAC,支持MII / RMII
  9. 1个HPI主接口,16位混合地址数据总线,适应高带宽的数据传输

2.3 AD芯片介绍

    板卡采用1片ADC,具体型号为:AD9253BCPZ-105。兼容 AD9653芯片设计。
该ADC的主要特性有:

  1. 1.8V电源供电
  2. 低功耗:每通道164mW(125MSPS)
  3. 信噪比(SNR):76.5dBFS(70MHz,2.0Vp-p输入范围)
  4. 信噪比(SNR):77.5dBFS(70MHz,2.6Vp-p输入范围)
  5. SFDR:90dBc(至内奎斯特,2.0Vp-p输入范围)
  6. DNL:±0.7LSB;INL:±3.5LSB( 2.0Vp-p输入范围)
  7. 串行LVDS(ANSI-644,默认)、低功耗
  8. 650MHz全功率模拟带宽
  9. 2Vp-p输入电压范围(支持高达2.6Vp-p)
  10. 串行端口控制 

三、 软件内容

3.1 DSP接口测试软件

     1.  DSP的DDR2测试软件 
     2.  DSP的Nor Flash 擦写软件
     3.  DSP与FPGA的EMIF通信
     4.  DSP与FPGA的uPP通信
     5.  DSP的网口、RS485接口通信
     6.  DSP的Bootloader与加载程序

3.2 FPGA接口测试软件

  1. FPGA的DDR3接口测试程序
  2. FPGA的时钟接口测试程序
  3. FPGA与DSP的接口程序
  4. FPGA程序配置与加载
  5. FPGA的AD采集程序
  6. FPGA的PCIE接口程序
  7. DMA测试程序,FPGA完成AD采集后,通过DMA把采集到的某段原始数据直接传输给上位机内存。

 3.3 Windows程序

    1.  Windows程序用VisualC++编写。
    2.  VisualC++ 程序开发版本为:Visual Stdio 2010。
    3.  支持win7(32位与64位操作系统)。
    4.  Windows程序提供驱动程序和D LL。