唐文俊 李维波 贺洪 饶金

（海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室，武汉 430033）

1 引言

随着以太网朝着高速方向发展并借助交换技术、全双工工作方式的融入以及嵌入式技术的步发展，极大地推动了以太网技术在工业控制领域中的广泛应用。由于嵌入式系统具有体积小、功耗低、可靠性高以及面向行业应用的突出特点，大量应用于国防军事、消费电子、网络通信、工业控制等多个领域。ARM和 FPGA是嵌入式领域应用非常广泛的微处理器，ARM在顺序执行和事务处理方面功能强大，FPGA的 I/O口丰富、处理数据的速度高能力强，将它们有机结合起来构建嵌入式采集系统，就兼具各自的优点[1]。

本文阐述一种基于ARM和FPGA的远程监控系统，分别从硬件选型和软件编程两方面进行论述，并借助实验验证该系统的有效性和合理性。

2 硬件电路的设计

图1表示基于ARM和FPGA的监控系统的总体框图，它主要由信号采集处理板、交换机和上位机等几个重要部分组成。

图1 监控网络结构图

由于信号采集处理板是整个监控系统的核心，起到了承上启下的关键作用，一方面它将完成底层信号的获取和预处理，另一方面它将对这些信号进行后续处理并上传给上位机，本文将重点介绍这部分内容。

2.1 信号采集处理板

信号采集处理板的硬件架构如2所示，它由ARM 和 FPGA两个微控制器构建而成，其中ARM作为整个处理板的主控单元，完成读取存储器数据、A/D采样、并与FPGA和上位机之间的通信等功能；……