基于dsp+arm工業處理器和fpga的模擬數據采集控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于模擬數據采集控制器技術領域，具體涉及一種基于DSP+ARM工業處理器和FPGA的模擬數據采集控制器。
【背景技術】
[0002]數據采集，是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數字被測單元中自動采集非電量或者電量信號，送到上位機中進行分析和處理。AD(Analog to Digital)模數轉換，就是對模擬量，一般是電壓量，進行采集，將其數字化。DA(Digital to Analog)指數模轉換，與AD過程相反，就是把數字信號轉換成模擬信號，作為控制輸出。
[0003]目前應用最為普遍的基于AD和DA的控制系統如圖1所示。系統設備包括:AD數據采集卡、DA控制卡和控制主機，控制主機通過數據總線(如PCI總線、USB總線等)與AD和DA設備進行連接。控制主機從AD數據采集卡獲得數據，完成處理數據后，由DA控制卡輸出控制信號。因此，一套系統往往由多個設備組成，存在體積較大、連接線較多(容易導致工作不可靠)等缺陷。并且，如果控制主機為工控機或PC，由于操作系統的原因，控制周期較長;并且由于此類設備供電、連接線等問題，往往精度不高，很難滿足一些科研儀器對高速、高精度的要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于DSP+ARM工業處理器和FPGA的模擬數據采集控制器。該模擬數據采集控制器以DSP+ARM工業處理器為主控器，同時采用FPGA單元與AD和DA相結合的硬件設計，這種硬件電路結構處理速度快，精度高，可以做到數據處理與數據采集的并行處理，從而提高AD數據采集和DA輸出控制的實時性。同時本實用新型具有豐富的外設接口和數據交互接口。
[0005]本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種基于DSP+ARM工業處理器和FPGA的模擬數據采集控制器，包括一個DSP+ARM工業處理器和一個FPGA單元；
[0007]所述DSP+ARM工業處理器選用美國TI公司的DSP+ARM工業處理器0MAP-L138;
[0008]所述FPGA單元采用一 XC3S500E芯片，XC3S500E與0MAP-L138之間通過HPI接口連接，XC3S500E分別通過SPI串行總線與AD采集模塊和DA輸出模塊連接；
[0009]OMAP-Ll38連接有DDR3RAM模塊和Nand Flash模塊；
[0010]0MAP-L138連接一個USB接口模塊和一個以太網模塊；
[0011 ] OMAP-Ll 38還連接有液晶顯示器和觸摸屏。
[0012]在上述技術方案中，所述AD采集模塊包括4路AD輸入端口；所述DA輸出模塊包括4路DA輸出端口；
[0013]本實用新型的優點和有益效果為:
[0014]本實用新型以DSP+ARM工業處理器為主控器，同時采用FPGA單元與AD和DA相結合的硬件設計，這種硬件電路結構處理速度快，精度高，可以做到數據處理與數據采集的并行處理，從而提高AD數據采集和DA輸出控制的實時性。同時本實用新型具有豐富的外設接口和數據交互接口。
【附圖說明】
[0015]圖1是傳統AD和DA的控制系統結構。
[0016]圖2是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例進一步說明本實用新型的技術方案。
[0018]本實用新型所涉及的基于DSP+ARM工業處理器和FPGA的模擬數據采集控制器，包括一個DSP+ARM工業處理器和一個FPGA單元；
[0019]所述DSP+ARM工業處理器作為本模擬數據采集控制器的主控芯片，其選用美國TI公司的DSP+ARM工業處理器OMAP-Ll 38，該芯片包含一個ARM926EJ-S的ARM9內核和一個可進行浮點運算的TMS320C674x的DSP內核。其中，ARM9內核運行嵌入式Linux操作系統，用于與上位PC控制端進行網絡數據通信，運行應用程序，解析數據等;DSP內核運行控制算法，對采集的AD數據進行處理，通過預設的算法，控制DA輸出；
[0020]所述FPGA單元采用一 XC3S500E芯片，XC3S500E與0MAP-L138之間通過HPI接口連接，XC3S500E分別通過SPI串行總線與AD采集模塊和DA輸出模塊連接;通過FPGA單元與AD和DA相結合，可以做到數據處理與數據采集的并行處理，從而提高AD數據采集和DA輸出控制的實時性。所述AD采集模塊包括4路18位分辨率采樣速率為400K的AD輸入端口；所述DA輸出模塊包括4路18位分辨率建立時間為I微秒的DA輸出端口；
[0021 ] 0嫩?-1^138還連接有512冊的001?31^1模塊和256冊的恥11(1 Flash模塊，其分別用于數據存儲和程序運行；
[0022]OMAP-Ll38還連接有多個數據交互接口，包括一個USB接口模塊、一個以太網模塊；
[0023]OMAP-Ll 38還連接有人機交互單元，包括液晶顯示器和觸摸屏。
[0024]以上對本實用新型做了示例性的描述，應該說明的是，在不脫離本實用新型的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領域技術人員能夠不花費創造性勞動的等同替換均落入本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于DSP+ARM工業處理器和FPGA的模擬數據采集控制器，其特征在于:包括一個DSP+ARM工業處理器和一個FPGA單元； 所述DSP+ARM工業處理器選用美國TI公司的DSP+ARM工業處理器0MAP-L138; 所述FPGA單元采用一 XC3S500E芯片，XC3S500E與0MAP-L138之間通過HPI接口連接，XC3S500E分別通過SPI串行總線與AD采集模塊和DA輸出模塊連接； 0MAP-L138連接有DDR3RAM模塊和Nand Flash模塊； 0MAP-L138連接一個USB接口模塊和一個以太網模塊； 0MAP-L138還連接有液晶顯示器和觸摸屏。2.根據權利要求1所述的基于DSP+ARM工業處理器和FPGA的模擬數據采集控制器，其特征在于:所述AD采集模塊包括4路AD輸入端口 ；所述DA輸出模塊包括4路DA輸出端口。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于DSP+ARM工業處理器和FPGA的模擬數據采集控制器，包括一個DSP+ARM工業處理器和一個FPGA單元；所述DSP+ARM工業處理器選用美國TI公司的DSP+ARM工業處理器OMAP-L138；所述FPGA單元采用一XC3S500E芯片，XC3S500E與OMAP-L138之間通過HPI接口連接，XC3S500E分別通過SPI串行總線與AD采集模塊和DA輸出模塊連接；本實用新型以DSP+ARM工業處理器為主控器，同時采用FPGA單元與AD和DA相結合的硬件設計，這種硬件電路結構處理速度快，精度高，可以做到數據處理與數據采集的并行處理，從而提高AD數據采集和DA輸出控制的實時性。同時本實用新型具有豐富的外設接口和數據交互接口。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN205210623
【申請號】CN201521076383
【發明人】郝銘, 曹利峰, 譚新田
【申請人】天津市南開太陽高技術發展有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月20日