基于FPGA和单片机的PCI数据采集卡

2011-07-21张厚武姚凯学

仪表技术与传感器 2011年12期

余林，张厚武，姚凯学

(贵州大学计算机科学与信息学院，贵州贵阳 550025)

0 引言

在光栅测量领域，通常需要对被测对象的一些参数进行采集、分析和处理，这就需要高速的数据采集系统，以在极短的时间内获得大量数据[1]。我国大多数工厂生产的光栅测量设备采用ISA总线传输，而ISA总线传输速度慢，满足不了新工艺条件下的高实时性和高精度的测量需求[2]。因此，开发PCI总线的光栅测量仪成为必然的选择方案。设计PCI总线一般有3种设计方案，第一种是利用FPGA强大的现场可编程能力去实现PCI总线协议，PCI总线协议比较复杂，它不但有着严格的同步时序要求，而且为了实现即插即用和自动配置，PCI接口还要求有许多的配置寄存器，因此它的接口电路实现起来比较困难，需要对PCI总线协议有深刻的理解和较强的程序设计能力;第二种是使用IP核技术，但是成熟的IP核价格非常昂贵，使总的开发成本增加;第三种方案是使用PCI接口芯片，以硬件的形式对PCI协议进行解析，PCI接口芯片提供本地数据接口，开发人员只需掌握本地数据接口就能对其进行编程，通过硬件电路将本地数转换成PCI格式数据，然后与上位机通信，这种设计方案具有实现容易、开发周期短、性价比高、系统稳定性和可控性好等优点[3-4]。