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高速采集卡概述
        本采集卡基于高速AD、FPGA及高速DDR,实现四路250M 14位独立或同步高速采样,提供两路外部同步时钟输入、并支持两路对外时钟输出。板上提供1G高速DDR缓存,支持板上信号预处理;对外提供USB3.0高速通信接口、URAT串行通信接口、JTAG调试接口、预留PCIe 2.0接口、硬件I/O接口。
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高速采集卡的特征
  • 4路 250M 采样

  • 支持单端或差分信号输入

  • 前端可编程增益放大

  • 1G高速DDR缓存

  • USB3.0高速通信接口

  • PCIe 2.0接口

  • 输入/输出时钟

  • 单12V电源供电

高速采集卡应用

  • 各类高速模拟信号采样与处理

  • 例如,光传感领域的DVS、DAS等系统用核心采集板

高速采集卡功能及组成框图

  • 采集卡功能

        采集卡用以采集模拟信号,板卡上的FPGA芯片,可以用于对采集到的模拟信号进行处理,并将处理后的数字信号通过USB3接口实时传送给外部处理器或计算机,同时板上提供了丰富的接口及工作状态指示。
  • 采集卡功能组成

        采集卡功能组成如下图所示:
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        采集卡对外的接口如下图所示:
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采集卡对外接口参数
        采集卡对外接口的参数如下。
        a) 供电
            1) 电压:DC +12V;
            2) 预计正常工作功耗:小于20W。
        b) 通道
            1) 通道数量:4个;(通过扩展接口增加ADC子卡,通道数量可增加4个)
            2) 支持单端或差分输入;
            3) 通道工作方式:同步或任意通道独立使能;
        c) ADC输入信号特性
            1) 耦合方式:DC;
            2) 输入阻抗:50Ω;
            3) 端接方式:单端输入;
            4) 输入幅度:0.5Vpp~5Vpp。
        d) A/D采样参数
            1) 采样速度:1M~250MSPS可设置;
            2) 采样位数:14bit;
            3) 采样精度:11.2bit;
        e) 触发脉冲
            1) 输入触发脉冲
                数量:2个;
                输入触发脉冲电平:3.3V TTL;
                输入触发脉冲宽度:≥4ns;
           2) 输出触发脉冲
               数量:2个;
               输出触发脉冲电平:3.3V TTL;
               输出触发脉冲宽度:4ns~100us;
               输出触发脉冲频率:100Hz~100KHz;
               输出触发脉冲延迟:4ns~1ms;
        f) 板上缓存
            1) FPGA内部缓存
            USB3.0芯片前端缓存:≥160KByte;
            ADC芯片前端缓存:≥160KByte。
            2) DDR3缓存:1024MByte
        g) 数据长度:2通道数据总量n*16KByte或8KSample;
        h) 数据获取:触发脉冲上升沿触发,触发延迟后的数据开始截取指定长度。
        i) 算法(用户工作):
           1) 空间合并平均
           2) 空间指数补偿
           3) 时间滑动平均
           4) 时间带通滤波
           5) 时间过零率计算
           6) 时间短时能量计算
           7) FFT计算
        j) PCIe接口:PCIe 2.0  ×8 ×4 ×2 ×1可选;
        k) UART接口:RS232;
        l) USB3.0 接口;
       m) 板卡调试接口
           1)  USB3.0控制器ARM9内核JTAG调试接口;
           2)  FPGA JTAG调试接口;
板卡工作指示灯说明
        采集卡上共有指示灯9个,其中,电源供电状态指示灯7个,FPGA工作状态指示灯2个,各个LED指示灯的状态说明如下。
        电源供电状态指示灯:
        1) DS1——ADC 3.3V供电状态指示灯;
        2) DS2——FPGA 1.8V  IO供电指示灯;
        3) DS3——FPGA 1.8V  IO供电指示灯;
        4) DS4——FPGA高速串行总线VTT供电指示灯;
        5) DS5——FPGA高速串行总线VCC供电指示灯;
        6) DS6——FPGA内核供电指示灯;
        7) DS7——外部供电状态指示灯,灯亮表示外部供电不正常。
        FPGA工作状态指示灯:
            1) DS9——FPGA DONE信号指示灯,灯亮表示配置完成,灯灭表示正在配置;
            2) DS8——FPGA_INIT_B信号指示灯,灯亮表示FPGA初始化完成,灯灭表示正在初始化;
板卡可提供测试用例说明
        板卡交付时提供测试用例如下:
        1) ADC测试用例
              测试用例名称:ADC_TEST
              测试用例功能:验证ADC1和ADC2芯片的4个通道采集数据的性能,包括输入信号范围、采样率范围、采样性能;
        2) 输入输出触发脉冲测试用例
              测试用例名称:PULS _TEST
              测试用例功能:验证输入、输出触发脉冲延时,上升沿时间;
        3) DDR3测试用例
              测试用例名称:DDR3_TEST
             测试用例功能:验证DDR3读写速度、存储容量;
        4) USB3测试用例
             测试用例名称:USB3_TEST
             测试用例功能:验证USB3接口功能、传输速率。
使用注意事项
        1) 电源正负极不要接反;
        2) 不要带电插拔连接JTAG接口的仿真器。