田晓红，张凯，刘群

（1.扬州大学 物理科学与技术学院，扬州 225002；2.扬州大学 生物科学与技术学院 ）

田晓红（硕士研究生），研究方向为基于FPGA的高速数据采集；张凯（教授），研究方向为嵌入式系统；刘群（硕士研究生），研究方向为生物物理学。

引 言

在数据采集的过程中，为了不漏掉任何一个既定特征的信号，A／D转换器必须不断地采集数据。但是由于存储器容量的限制，不可能无限制地采集并存储数据［1－2］。如何使模块能自动检测、采集并存储有效数据呢？触发技术的引入可以解决这一问题。触发是为了有效地观测信号，当被测信号满足触发条件时，启动一次数据采集，使用户在屏幕上能观测到满足触发条件的波形［3－4］。

触发电路在以往的设计中，多采用电平比较器，其缺点是：采用的分立元件多，不利于模块移植和速度的提升，同时触发方式多样化配置也受到硬件限制，不具备智能化特点。本模块基于高速A／D转换器和FPGA，提出了一种全数字化的多种触发功能的高速数字采集设计方案。模块接口易于移植，采集频率高达50MHz，具有多种可编程触发功能，采用的触发窗技术［5］进一步保证了采样存储数据的正确性和有效性。

1 高速数据采集模块结构

高速数据采集模块由FPGA存储控制、传输电路和AD9057数据采集部分构成。其中FPGA为此次模块设计的重点。多种触发功能的高速数据采集模块结构框图如图1所示。采用Cyclone［6］系列EP1C6Q240C8型号的FPGA控制芯片，其Bank4I／O口与 AD9057相连，有源晶振提供了50MHz的时钟频率。……