一种多通道模拟数据实时采集系统的制作方法

本发明实施例涉及红外采集技术领域，尤其涉及一种多通道模拟数据实时采集系统。

背景技术：

现有红外焦平面数据处理方案，是在处理ad采集时钟同步的问题上是通过调整ad采集时钟的相位来定位有效的数据采集点，理论上这种方法只能在一个时钟周期(0度～360度)范围内进行调整。然而在实际应用中有可能会出现延时超出一个时钟周期的情况，尤其是在对多通道模拟数据进行同时采集时更容易出现这样的情况，而且每个通道的输入延时还不一样，如果只是单纯地通过调整时钟相位来对齐数据，对相关外围设备的要求比较高，而且调试难度也比较大。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种多通道模拟数据实时采集系统，用以实现对多通道模拟数据的采集，提高采集的效率。

第一方面，本发明实施例提供一种多通道模拟数据实时采集系统，包括：红外焦平面、ad(analog-to-digital模数转换)转换模块、fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)和存储模块；

所述红外焦平面的多路输出端口与所述ad转换模块的多路输入端口连接；所述ad转换模块的多路输出端口与所述fpga的多路输入端口连接；

所述红外焦平面的多路模拟信号输入至所述ad转换模块，所述ad转换模块根据所述fpga发送的采集时钟将所述多路模拟信号转换为多路数字信号，并将所述多路数字信号发送给所述fpga；所述fpga根据所述采集时钟的相位和所述多路模拟信号各自对应的延时参数确定每路数字信号的有效信号，并将所述有效信号存储在所述存储模块中。

上述技术方案中，ad转换模块根据fpga发送的高频采集时钟将多路模拟信号转换为多路数字信号，以使fpga根据采集时钟的相位和多路模拟信号各自对应的延时参数确定每路数字信号的有效信号，从而实现在一个时钟周期内对多路模拟通道进行同时采集，不会造成个别通道采集到无效数据的情况，解决了采集时钟同步的问题。

可选的，所述系统还包括终端设备；

所述终端设备与所述fpga连接，所述终端设备通过所述fpga从所述存储模块中读取所述有效数据，将所述有效数据以图像的形式进行显示，并对所述有效数据进行分析。

可选的，所述系统还包括闪存模块；

所述闪存模块与所述fpga连接，所述终端设备接收用户配置的所述红外焦平面的工作信息；将所述工作信息发送给所述fpga；所述fpga将所述工作信息存储在所述闪存模块中。

可选的，在确定所述红外焦平面工作时，所述fpga从所述闪存模块中读取所述工作信息，根据所述工作信息确定激励波形发送给所述红外焦平面。

可选的，所述工作信息包括配置的激励波形和配置参数。

可选的，所述配置参数包括所述延时参数。

可选的，所述采集时钟为高频采集时钟。

可选的，所述终端设备为pc机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多通道模拟数据实时采集系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种工作时序的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示例性的示出了本发明实施例所适用的一种多通道模拟数据实时采集系统，包括：红外焦平面100、ad转换模块200、fpga300和存储模块400。

上述红外焦平面100的多路输出端口与ad转换模块200的多路输入端口连接，ad转换模块200的多路输出端口与fpga300的多路输入端口连接，红外焦平面100的多路模拟信号输入至ad转换模块200，ad转换模块200根据fpga300发送的采集时钟将多路模拟信号转换为多路数字信号，并将多路数字信号发送给fpga300，该fpga300根据采集时钟的相位和多路模拟信号各自对应的延时参数确定每路数字信号的有效信号，并将有效信号存储在存储模块400中。

在本发明实施例中，上述采集时钟为高频采集时钟，其频率是高于pclk时钟的，主要用于在该采集时钟的同步下，根据每个通道的延时参数，在合适的位置输出数据有效信号。

在具体实施的过程中，上述存储模块400可以为ddr3、ddr4或ddr5等大容量高带宽内存芯片，本发明实施例仅是示例作用，对此不做具体限定。

上述多通道模拟数据实时采集系统还可以包括终端设备600，该终端设备600可以为pc机、笔记本电脑、pad等设备。该终端设备600可以与fpga300连接，主要通过fpga300从存储模块400中读取有效数据，将有效数据以图像的形式进行显示，并对有效数据进行分析。其中，终端设备600可以通过pcie((peripheralcomponentinterconnectexpress，高速串行计算机扩展总线标准)、usb(universalserialbus，通用串行总线)、网线、光纤等连接方式与fpga300进行连接通信。

进一步的，上述多通道模拟数据实时采集系统还包括闪存模块500，该闪存模块500可以为flash等掉电非易失存储器，该闪存模块500可以与fpga300连接，用于接收用户通过终端设备600配置的红外焦平面100的工作信息，将工作信息发送给fpga300，该fpga300将工作信息存储在闪存模块500中。此外，在确定红外焦平面100工作时，fpga300还可以从闪存模块500中读取工作信息，根据工作信息确定激励波形发送给红外焦平面100。

需要说明的是，该工作信息可以包括配置的激励波形和配置参数。而配置参数是可以包括上述各通道的延时参数，以使fpga300在该采集时钟的同步下，根据每个通道的延时参数，在合适的位置输出数据有效信号。

在本发明实施例中，上述fpga300、ad转换模块200、闪存模块500、存储模块400在具体实施的过程中，可以集成在同一块主板上，也可以分别位于不同的主板上，其可以依据经验进行设置，本发明实施例对此不做具体限定。

为了更好的解释本发明实施例，下面通过多通道模拟数据实时采集系统的工作流程来进行进一步的解释。

如图1所示，用户在终端设备600编辑红外焦平面100工作时需要的激励波形和配置参数，生成数据文件，然后把数据文件通过pcie总线或usb总线或网线发送给fpga300，fpga300再把数据文件写进闪存模块500保存起来。在需要的时候，fpga300会从闪存模块500内读取波形数据和配置参数，然后根据这些数据输出合适的激励波形(fsync/lsync/pclk)给红外焦平面100。

红外焦平面100的多路模拟信号输出连接到ad转换模块200的模拟输入端，fpga300输出ad采集时钟(ad_clk)给ad转换模块200,ad转换模块200把模拟信号chm_ain转换成数字信号(chm_d[n:0])并输出给fpga300。

fpga300在ad_clk的同步下，根据每个通道的延时参数，在合适的位置(该位置参数可以通过终端设备600下发命令的方式实时做出修改)输出数据有效信号chm_valid。如图2所示的工作时序，ad_clk在位于s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8、……、sn位置时，对各个通道的信号进行采集，该s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8、……、sn位置是根据各个通道的延时参数确定的。

当fpga300把抓取到的有效数据保存到存储模块400内，fpga300通过pcie总线或usb总线或网线和终端设备600相连接，终端设备600通过pcie总线或usb总线或网线读取存储模块400内的数据。

终端设备600把读取到的数据在屏幕上以图像的形式实时显示出来，并对数据进行实时分析，得到被测红外焦平面100的性能参数以及整个系统的工作状态。

在本发明实施例中，由于ad转换模块200根据fpga300发送的高频采集时钟将多路模拟信号转换为多路数字信号，以使fpga300根据采集时钟的相位和多路模拟信号各自对应的延时参数确定每路数字信号的有效信号，从而实现在一个时钟周期内对多路模拟通道进行同时采集，不会造成个别通道采集到无效数据的情况，解决了采集时钟同步的问题，提高了信号采集效率。

本发明实施例提供的一种多通道模拟数据实时采集系统，主要解决以下技术问题：

1、为红外探测器正常工作提供必要的激励时序，且该激励时序波形可以通过在线升级的方式进行修改。

2、对探测器输出的图像数据进行从模拟量到数字量的转换，以方便后续的数字化处理。在这里要重点解决采集时钟同步的问题，尤其是要解决在多通道同时采集时，各个通道延时不一样，甚至延时会整体超出一个时钟周期的情况。

3、对采集到的数字图像数据做必要的预处理后进行缓存。

4、把缓存的图像数据通过pcie总线或usb总线或网线上传到终端设备。

5、终端设备对采集到的图像数据进行实时显示，以直观的形式展现图像质量。

6、终端设备对采集到的图像数据进行处理，以此来分析被测红外探测器的性能参数，达到测试红外探测器的目的。

在数据采集时，本发明实施例采用了在高频采集时钟ad_clk同步下输出有效数据信号chm_valid的方法，解决了时钟、数据同步的问题。相比现有技术方案，其可以支持多通道、且每个通道可以独立调整延时参数，可以实现采集数据的任意长度延时，延时参数(即有效采集点位置)可以通过pc机进行配置，该方法同样适用于异步时钟域的应用情况。

需要说明的是，本发明实施例提供的多通道模拟数据实时采集系统，不仅适用于红外焦平面探测器，也可以应用于紫外焦平面探测器，只需将红外焦平面替换为紫外焦平面即可。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。