霍力君　马珩中国空空导弹研究院



高速信号采集记录仪设计

霍力君马珩
中国空空导弹研究院

针对高速信号实时采集存储的需求，设计了一种高速信号采集记录仪。记录仪通过高速A/D转换器对信号进行采样，并实时存入NAND FLASH存储阵列中。为提高数据存储速率，综合采用并行总线、交错双平面页编程、多级流水线等技术，大幅提升FLASH的写入速度。记录仪可实现8bit、200MSPS的采样速率，并可将速率为200MB/s的采样数据实时存储。

高速采样 高速存储 NAND FLASH

目前在各工业领域对数据采集存储的需求越来越多，对采集速率和存储速率的要求也越来越高。特别是在航空航天领域，经常要对高速信号进行采集，并将采集数据实时存储在非易失存储器之中，以便事后分析处理。为满足需求，本文提出一种高速信号采集记录仪的设计方法。采用高速A/D转换器对输入信号进行200MSPS的高速采样，然后将采样数据实时存入FLASH存储阵列中。综合采用了并行总线、交错双平面页编程、多级流水线等技术，大幅提升FLASH 的写入速度，从而实现200MB/s采样数据的实时存储记录。

1　系统组成及工作原理

1.1记录仪系统组

为记录仪系统组成框图，记录仪电路系统主要由FPGA电路、时钟电路、高速采集电路、高速存储电路、电源电路、其他外围电路等组成。FPGA选用Xi l inx公司的XC4VSX55，PLL时钟芯片选用TI公司CDCF5801A，A/D转换器选用TI公司ADS5547，NAND FLASH存储芯片选用三星公司K9WAG08U1A，USB控制芯片选用CYPRESS公司CY7C68013A。

1.2记录仪工作原理

系统的工作原理为：上电后，FPGA首先读取NOR FLASH中存储的NAND FLASH坏块信息，在内部RAM中建立坏块表，之后每次需要对NANDFLASH进行读写操作之前，都要先查询坏块表，若准备操作的块为坏块，则跳到下一块继续查询，直到找到好块才进行操作。……