本文介紹了一種基于DSP和FPGA結(jié)構(gòu)的高精度數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)方法，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和PCL總線接口設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)采集卡使用16位高精度A／D轉(zhuǎn)換芯片AD7676，數(shù)字電路部分采用Altera公司的FPGA芯片EP2c8Q208，DsP采用TI公司的TMs320Vc5416，而PCL總線接口器件采用了PCL9030。

　　當(dāng)前，許多領(lǐng)域越來越多地要求具有高精度A／D轉(zhuǎn)換和實(shí)時(shí)處理功能。同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)支持更復(fù)雜的顯示和通信接口的要求也在提高，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、電表、醫(yī)療設(shè)備、便攜式數(shù)據(jù)采集以及工業(yè)傳感器和工業(yè)控制等。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是應(yīng)用McU或DSP通過軟件控制數(shù)據(jù)采集的A／D轉(zhuǎn)換，這樣必將頻繁中斷系統(tǒng)的運(yùn)行，從而減弱系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，數(shù)據(jù)采集的速度也將受到限制。本文采用DSP+FPGA的方案，由硬件控制A／D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，最大限度地提高系統(tǒng)的信號(hào)采集和處理能力。

　　整個(gè)采集卡包括信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和總線接口設(shè)計(jì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　本文設(shè)計(jì)了具有信號(hào)衰減、增益放大和濾波等功能的信號(hào)調(diào)理電路，采用16位精度、最高采樣率為500KsPS的A／D轉(zhuǎn)換器AD7676；數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用FPGA極其靈活、可編程的特點(diǎn)，選用Altera公司FPGA芯片EP2c8Q208，完成精度校正和邏輯時(shí)序控制；DsP采用TI公司的TMs320VC5416，使A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在傳輸?shù)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>上位機(jī)之前，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、標(biāo)記、打包以及數(shù)據(jù)預(yù)處理。數(shù)據(jù)采集卡可同時(shí)進(jìn)行8通道數(shù)據(jù)采集，通道可進(jìn)行衰減倍數(shù)、采樣速度以及放大增益設(shè)置。同時(shí)提供模擬輸出通道，用于實(shí)現(xiàn)波形產(chǎn)生和模擬驅(qū)動(dòng)功能。能夠進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。PCI總線接口電路采用PLx Techn0109y公司的PcI總線接口芯片Pcl9030，完成數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)、控制信號(hào)的傳輸。