[实用新型]基于DSP+ARM工业处理器和FPGA的模拟数据采集控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于模拟数据采集控制器技术领域，具体涉及一种基于DSP+ARM工业 处理器和FPGA的模拟数据采集控制器。

背景技术

数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量 或者电量信号，送到上位机中进行分析和处理。AD(AnalogtoDigital)模数转换，就是 对模拟量，一般是电压量，进行采集，将其数字化。DA(DigitaltoAnalog)指数模转换， 与AD过程相反，就是把数字信号转换成模拟信号，作为控制输出。

目前应用最为普遍的基于AD和DA的控制系统如图1所示。系统设备包括：AD数 据采集卡、DA控制卡和控制主机，控制主机通过数据总线(如PCI总线、USB总线等) 与AD和DA设备进行连接。控制主机从AD数据采集卡获得数据，完成处理数据后， 由DA控制卡输出控制信号。因此，一套系统往往由多个设备组成，存在体积较大、连 接线较多(容易导致工作不可靠)等缺陷。并且，如果控制主机为工控机或PC，由于操 作系统的原因，控制周期较长；并且由于此类设备供电、连接线等问题，往往精度不高， 很难满足一些科研仪器对高速、高精度的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于DSP+ARM工业处理器 和FPGA的模拟数据采集控制器。该模拟数据采集控制器以DSP+ARM工业处理器为主 控器，同时采用FPGA单元与AD和DA相结合的硬件设计，这种硬件电路结构处理速 度快，精度高，可以做到数据处理与数据采集的并行处理，从而提高AD数据采集和DA 输出控制的实时性。同时本实用新型具有丰富的外设接口和数据交互接口。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于DSP+ARM工业处理器和FPGA的模拟数据采集控制器，包括一个 DSP+ARM工业处理器和一个FPGA单元；

所述DSP+ARM工业处理器选用美国TI公司的DSP+ARM工业处理器OMAP-L138；

所述FPGA单元采用一XC3S500E芯片，XC3S500E与OMAP-L138之间通过HPI 接口连接，XC3S500E分别通过SPI串行总线与AD采集模块和DA输出模块连接；

OMAP-L138连接有DDR3RAM模块和NandFlash模块；

OMAP-L138连接一个USB接口模块和一个以太网模块；

OMAP-L138还连接有液晶显示器和触摸屏。

在上述技术方案中，所述AD采集模块包括4路AD输入端口；所述DA输出模块 包括4路DA输出端口；

本实用新型的优点和有益效果为：

本实用新型以DSP+ARM工业处理器为主控器，同时采用FPGA单元与AD和DA 相结合的硬件设计，这种硬件电路结构处理速度快，精度高，可以做到数据处理与数据 采集的并行处理，从而提高AD数据采集和DA输出控制的实时性。同时本实用新型具 有丰富的外设接口和数据交互接口。

附图说明

图1是传统AD和DA的控制系统结构。

图2是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型所涉及的基于DSP+ARM工业处理器和FPGA的模拟数据采集控制器， 包括一个DSP+ARM工业处理器和一个FPGA单元；

所述DSP+ARM工业处理器作为本模拟数据采集控制器的主控芯片，其选用美国TI 公司的DSP+ARM工业处理器OMAP-L138，该芯片包含一个ARM926EJ-S的ARM9内 核和一个可进行浮点运算的TMS320C674x的DSP内核。其中，ARM9内核运行嵌入式 Linux操作系统，用于与上位PC控制端进行网络数据通信，运行应用程序，解析数据等； DSP内核运行控制算法，对采集的AD数据进行处理，通过预设的算法，控制DA输出；