张立，李少康，李高益

（西安工业大学，陕西西安，710021）

0 引言

光栅编码器作为一种重要的高精度位移测量器件，常用于运动伺服系统中，实现对运动位置的精确反馈[1]。随着光栅编码器研制技术的发展，其测量精度、速度以及输出信号带宽也越来越高，因此，相应的对光栅信号采集及传输系统提出了更高的要求，要求采集系统具备采集速率高，传输速度快，抗干扰能力强等特点[2]。

传统的光栅数据采集系统多采用单片机或者专用的采集芯片作为处理器，存在采集速率低和灵活性较差的缺点[3]。在信号传输上多采用RS232、RS485或CAN等传输方式，存在传输速度低的缺点，并且目前电脑已经逐步淘汰这些接口，给测控系统设计及使用带来较大障碍[4]。随着“工业4.0”及“互联网+”的发展，对数据的通信传输要求智能化和远程化[5]。本文提出了一种基于FPGA+ARM的光栅信号采集及传输系统，充分发挥了FPGA的并行逻辑控制能力和ARM的数据处理能力，以TCP/IP协议完成了对数据的高速稳定传输，使得测控系统接口统一化，实现对数据的远端测控，具有采集速度快、带宽高、传输速度快和稳定等优点，可以完成对光栅数据高速的采集、处理和传输。

1 系统整体结构

基于FPGA+ARM的多路光栅数据采集系统的整体结构如图1所示。多路光栅的输出信号经过差分转换及隔离电路后进入FPGA中，FPGA对多路光栅数据进行数字滤波、同步采集以及数据存储后通过FSMC总线与ARM端进行数据通信，ARM端再以TCP/IP协议以网口的形式将数据发送至上位机。……