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FPGA數據采集卡電子方案設計

日期:2018-10-25 / 人氣(qi): / 來源:189hi.cn

FPGA數據采集卡電子方案設計

FPGA多數據采集卡優勢

 

由(you)于FPGA時鐘(zhong)頻(pin)率高、內部延(yan)時小、速度快、效率高、組成形(xing)式(shi)靈活等特點(dian)使(shi)其在高速數據采(cai)集(ji)方面有(you)著DSP和(he)單片機無法比擬的優勢。

FPGA多數(shu)據采(cai)(cai)集(ji)卡的(de)數(shu)據采(cai)(cai)集(ji)系統(tong)采(cai)(cai)用(yong)模塊(kuai)(kuai)化設(she)(she)計結(jie)構,共由4類模塊(kuai)(kuai)組成(cheng),各(ge)采(cai)(cai)集(ji)模塊(kuai)(kuai)可以(yi)互換或(huo)靈活(huo)增減,各(ge)個模塊(kuai)(kuai)之間采(cai)(cai)用(yong)三(san)通式連接器相連,傳感器信(xin)號、422串(chuan)行等信(xin)號輸入到對應模塊(kuai)(kuai)中(zhong)調理(li)采(cai)(cai)集(ji),由主(zhu)控制模塊(kuai)(kuai)控制統(tong)一編(bian)幀,并傳輸到雙備份存儲器中(zhong)。設(she)(she)計方案(an)靈活(huo)、控制簡單,具有很(hen)好的(de)實用(yong)價值。

系統硬件設計

數據(ju)采集記錄系(xi)統(tong)由(you)1個主控制卡及3個數據(ju)采集卡組(zu)成,系(xi)統(tong)結構組(zu)成如下(xia)圖所示。

FPGA數據采集卡電子方案硬件設計

主控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)卡(ka)(ka)是數據(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)系(xi)統(tong)的(de)(de)核心(xin)部(bu)分,主要包括地(di)面測控(kong)(kong)臺長線(xian)(xian)通(tong)信、各數據(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)卡(ka)(ka)數據(ju)(ju)傳輸(shu)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、數據(ju)(ju)轉(zhuan)發、存(cun)儲(chu)(chu)器(qi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)等功(gong)能。3個數據(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)卡(ka)(ka)可以采(cai)(cai)集(ji)72路(lu)模(mo)(mo)擬信號,各數據(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)卡(ka)(ka)中的(de)(de)FPGA從控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)模(mo)(mo)塊根據(ju)(ju)地(di)址跳線(xian)(xian)模(mo)(mo)塊控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)多通(tong)道切換開關,選(xuan)通(tong)24路(lu)模(mo)(mo)擬信號中的(de)(de)某路(lu)信號后經過(guo)16位A/D轉(zhuan)換器(qi)轉(zhuan)換為(wei)數字信號,各路(lu)信號采(cai)(cai)集(ji)完成后根據(ju)(ju)接收時序(xu)和握手(shou)信號將(jiang)采(cai)(cai)集(ji)數據(ju)(ju)通(tong)過(guo)三通(tong)式可堆疊內部(bu)總線(xian)(xian)發送(song)至主控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)卡(ka)(ka),再(zai)由主控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)卡(ka)(ka)的(de)(de)FPGA主控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)模(mo)(mo)塊統(tong)一編幀后傳輸(shu)到存(cun)儲(chu)(chu)器(qi),完成了數據(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)與存(cun)儲(chu)(chu)過(guo)程。

系統邏輯設計

主控制卡采集控制邏輯設計

主控制卡的控制邏輯框圖如下圖所示。

主控制卡采集控制邏輯設計

采(cai)集(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)主要是(shi)由主控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)卡(ka)的內部總線控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)模(mo)塊完(wan)成,接收(shou)長線控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)模(mo)塊發(fa)送過(guo)來的地面測控(kong)(kong)(kong)(kong)臺控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)命令,并(bing)轉發(fa)給各個電(dian)壓(ya)采(cai)集(ji)(ji)(ji)卡(ka),在(zai)采(cai)集(ji)(ji)(ji)狀態下,根據接收(shou)時序和握手信(xin)號接收(shou)各個采(cai)集(ji)(ji)(ji)卡(ka)的數據。

數據采集卡邏輯設計

數據采集卡控制邏輯框(kuang)圖(tu)如下圖(tu)所示。

數據采集卡邏輯設計

Bus_Ctr為(wei)數據采(cai)集卡(ka)(ka)的內(nei)部(bu)總線控(kong)制(zhi)(zhi)模塊,主(zhu)要接收內(nei)部(bu)總線模塊發送過來的命令(ling),控(kong)制(zhi)(zhi)AD—Ctr的工作狀(zhuang)(zhuang)態,采(cai)集狀(zhuang)(zhuang)態下,配合主(zhu)控(kong)制(zhi)(zhi)卡(ka)(ka),將4k_FIFO中(zhong)的數據主(zhu)動(dong)送至(zhi)主(zhu)控(kong)制(zhi)(zhi)卡(ka)(ka)中(zhong),AD—Ctr模塊主(zhu)要控(kong)制(zhi)(zhi)AD轉換時序,控(kong)制(zhi)(zhi)24路模擬開(kai)關。

模擬開關電路設計

多通道(dao)模擬開(kai)關(guan)的切(qie)(qie)換是數(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡的重要(yao)內容,在本設計中,每(mei)塊數(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡都(dou)需(xu)要(yao)同時(shi)采(cai)(cai)集(ji)(ji)24路(lu)不(bu)同頻(pin)率的模擬信號(hao),所以(yi)必須高(gao)精度、高(gao)準確度控制(zhi)采(cai)(cai)樣(yang)通道(dao)地址的切(qie)(qie)換與(yu)選擇,這對(dui)于硬件(jian)與(yu)軟件(jian)的設計都(dou)提出很高(gao)的要(yao)求(qiu)(qiu)。硬件(jian)部(bu)分采(cai)(cai)用的模擬開(kai)關(guan)是ADG706,此為(wei)可以(yi)選通l6路(lu)信號(hao)的芯(xin)片,由于采(cai)(cai)集(ji)(ji)通道(dao)為(wei)24路(lu),所以(yi)每(mei)塊采(cai)(cai)集(ji)(ji)卡上需(xu)要(yao)兩(liang)片ADG706芯(xin)片,開(kai)關(guan)量(liang)達(da)到(dao)16X2=32>24路(lu),滿足設計要(yao)求(qiu)(qiu)。

PCBA加工產能

制造能力 PCBA服務 設備清單
4條SMT生產線 電路板類型(盲埋孔、阻抗、厚銅、HDI) Fuji CP8 Series SMT貼片機
2條DIP插件生產線 工藝類別(SMT/DIP) 全自動錫膏印刷機
0201元件貼裝 ICT測試 10溫區回流焊
0.25mm BGA FCT功能測試 AOI光學檢測儀
SMT 400萬點/日 BIT老化測試 波峰焊(有鉛、無鉛)
DIP 100萬點/日 Box Building成品組裝 ICT測試工作臺

PCBA工藝能力

項目 批量加工 打樣
PCBA加工SMT工藝能力 長*寬 最小尺寸 50*30
最大尺寸 150*350 最大邊長低于800mm
厚度 最低厚度 0.8
最高厚度 5
PCBA加工DIP工藝能力 長*寬 最小尺寸 50*30
最大尺寸 500*350 最大邊長低于1000mm
厚度 最低厚度 0.8
最高厚度 5
PCBA貼片加工元件規格 規格大小 最小規格 0603(0201) 0402()
最大尺寸 45*45 68*68
元件厚度 25.4
QFP封裝 最小腳距 0.4 0.3
BGA封裝 最小腳距 0.5 0.3

PCBA交期說明

項目 加工數量
少于100件 100-1000件 多于1000件
交期 少于3天 少于5天 3天開始交貨
備注

SMT快(kuai)件最(zui)快(kuai)8小時(shi)交(jiao)付;

合格率保證在(zai)99%以上(shang);

交期計算(suan)(suan)從客戶資料、物料確認(ren)完畢后開始(shi)計算(suan)(suan)

【格亞信電子】是專業從事電子產品設計、電子方案開發、電子產品PCBA加工的(de)深圳電子(zi)方案公司(si),主要(yao)設(she)計電子(zi)產品(pin)包括工控、汽車、電源、通信、安防、醫(yi)療電子(zi)產品(pin)開發。

公司核心業務是提供以工(gong)(gong)控電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)、汽車電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)、醫療電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)、安防電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)、消(xiao)費電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)、通訊電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)、電(dian)(dian)(dian)源電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)等多(duo)領域的電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)產(chan)品設計、方(fang)案開發及加(jia)工(gong)(gong)生產(chan)的一站式PCBA服務,為(wei)滿足不同客戶(hu)需求可提供中小批量PCBA加(jia)工(gong)(gong)。

公司(si)產品涵蓋工(gong)業生產設(she)備控(kong)(kong)制(zhi)設(she)備電(dian)(dian)(dian)子(zi)開發、汽車MCU電(dian)(dian)(dian)子(zi)控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統方案設(she)計、伺服控(kong)(kong)制(zhi)板(ban)(ban)PCBA加(jia)工(gong)、數(shu)控(kong)(kong)機(ji)床主板(ban)(ban)PCBA加(jia)工(gong),智能家居(ju)電(dian)(dian)(dian)子(zi)研發、3D打(da)印(yin)機(ji)控(kong)(kong)制(zhi)板(ban)(ban)PCBA加(jia)工(gong)等領域。業務流程包括電(dian)(dian)(dian)子(zi)方案開發設(she)計、PCB生產、元器件采購、SMT貼片加(jia)工(gong)、樣機(ji)制(zhi)作調(diao)試(shi)、PCBA中小(xiao)批量加(jia)工(gong)生產、后期質保維護一站式PCBA加(jia)工(gong)服務。

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作者:電子產品設計


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