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ARM+FPGA架构下的高速多通道同步数据采集技术解析及实施方案

在众多领域中,勘探和观测工作经常需要在极端环境下进行,这对数据的准确性、实时性提出了极高的要求。尤其在多参数同步测量方面,传统方案往往难以满足需求。针对这一挑战,北京恒颐公司结合勘探、测控等行业的特性,开发出了一套基于ARM和FPGA技术的低功耗、高速率、高精度、多通道同步数据采集方案。
该方案能够满足监测者的要求,实现对多通道数据的同步采集,并支持实时的网络传输。恒颐的数据采集系统适用于多个场合:
- 物探分析领域 - 天然气、石油等地下勘探领域 - 观测技术领域,如地震波、频谱分析 - 电力调度系统
系统的核心架构具备以下功能特点:
1. 通过系统接口与采集终端直接通信,实现工业现场多通道模拟量、开关量的数据采集和A/D转换,并控制数据采集终端。 2. 系统内置FIFO缓存模块,支持信号的长时间连续采集和存储。 3. 支持移动存储,采集数据可通过存储卡进行存取。 4. 支持高速的10/100M以太网CDMA/GPRS无线网络,确保数据传输的高效率。
硬件设计方面,恒颐的高速同步数据采集系统主要包括ARM控制器、存储电路、FPGA逻辑控制电路、A/D转换电路、FIFO缓存、电源电路和接口电路等。这些组件协同工作,实现了长时间不间断的数据采集与转换,同时提供了丰富的外围控制接口和通信接口,支持数据的存储、显示,以及RS485/RS232或高速以太网络的数据传输。
系统硬件结构的设计确保了其在各种复杂环境下的稳定运行。而软件设计上,嵌入式操作系统扮演着关键角色。依托高性能的Linux操作系统,该方案能够有效控制数据采集终端,并实现数据的实时传输和处理。
恒颐的ARM+FPGA高速同步数据采集方案,在解决数据采集同步性的同时,提供了高精度、高速率的测量,实现了多参数的同步测量和实时处理。与传统的数据采集方案相比,该方案的网络传输不受区域限制,大大提高了数据采集的灵活性和实用性。
这一创新方案不仅提升了勘探和观测工作的效率和精度,也为相关领域的发展提供了强有力的技术支撑。随着科技的不断进步,我们有理由相信,这样的解决方案将在未来发挥更大的作用。

  大多数的勘探、观测工作都是在严苛的环境中进行的,对数据的准确性、实时性都有着较高的要求,并且大多情况下要求多参数同步测量。北京恒颐针对勘探、测控等行业的特点,推出了基于ARM+FPGA的低功耗、高速率、高精度、多通道同步数据采集方案,可以通过监测者的要求完成多通道数据的同步采集并实现实时的网络传输。

ARM+FPGA架构下的高速多通道同步数据采集技术解析及实施方案

  ◆应用场合

  物探分析领域

  天然气、石油等地下勘探领域

  观测技术领域(地震波、频谱分析)

  电力调度系统

  ◆系统架构

  恒颐高速同步数据采集方案,功能特点如下:

  1)通过系统接口直接与采集终端通讯,完成工业现场的多通道模拟量、开关量的数据采集与A/D转换,实现对数据采集终端的控制;

  2)系统设有FIFO缓存模块,支持信号的长时间连续采集存储;

  3)支持采集数据的移动存储,可对采集数据通过存储卡进行存取;

  4)支持10/100M以太网或CDMA/GPRS无线网络,可以实现高效率的网络数据传输。

  系统架构如图所示:

  系统架构

  ◆系统硬件设计

  恒颐高速同步数据采集系统主要包括以下几个部分:ARM控制器、存储电路、FPGA逻辑控制电路、A/D转换电路、FIFO缓存、电源电路、接口电路等。

  系统具备多通道数据采集接口,FPGA逻辑电路控制A/D采集和FIFO缓存模块,实现长时间不间断的数据采集与数据转换;同时系统具有丰富的外围控制接口和通信接口,可以实现数据的存储、显示,完成RS485/RS232或高速以太网络的数据传输。

  系统硬件结构如图所示:

  系统硬件结构

  ◆系统软件设计

  嵌入式操作系统在系统中具有至关重要的作用,该方案依托高性能的Linux操作系统,实现对数据采集终端的控制,实现数据的实时传输和处理。

  方案优势

  恒颐基于ARM+FPGA的高速同步数据采集方案,解决了数据采集的同步性问题,与以往的数据采集方案相比,具有高精度、高速率、多参数同步测量、实时处理、网络传输不受区域限制等特点。

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