唐新懿 ，曹 平 ，解立坤 ，李 超 ，黄锡汝 ，安 琪

(1.中国科学技术大学 核探测与核电子学国家重点实验室，安徽 合肥230026；2.中国科学技术大学 近代物理系，安徽 合肥230026)

0 引言

数据采集技术是信息技术的重要内容，它研究数据的采集、存储、处理和控制问题[1]。 现如今，多通道数据采集系统已经被广泛应用于诸如核物理、高能物理、航空航天、医疗卫生、通信等各个领域中。 随着数据采集需求的日趋复杂[2]，人们对采集系统性能指标的要求也越来越高， 例如高采样率、高精度等[3]。 IC 工艺的飞速发展使得ADC 芯片的性能不断提升[4]，这让数据采集系统同时具备高采样率与高精度成为可能。 本文设计了一种基于FPGA 的 八 通 道、500 MS/s 采 样 率、14 bit 采 样 精 度的数据采集模块，该模块为标准的PXIe 插卡模块，通过PXIe 机箱背板总线以及机箱控制器与上位机进行通信，最终实现了上位机与FPGA 协同完成数据采集与性能测试。

1 采集卡总体设计

数据采集卡采用子母板的结构：ADC 子板和数据读出母板，子板主要负责对模拟信号进行调理和采集，母板负责将数据传输到上位机，两块板通过FPGA Mezzanine Card(FMC)连 接 器 相 连。 FMC 标 准是一种针对FPGA 的夹层卡标准，通过它可以使设计更具模块化与可拓展性[5]。 模拟信号从子板输入，首先会经过模拟调理电路，对信号进行放大、偏置调整、单端转差分、滤波后进入ADC 进行模数转换，采集下来的数据通过高速串行接口JEDEC Standard No.204B(JESD204B)经由FMC 连接器传输到母板的FPGA，再通过Peripheral Component Interconnect Express(PCIe)总线传输至PXIe 机箱控制器，最后可通过控制器网口传输到上位机。……