一种基于soc的采集传输装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于SOC的采集传输装置，包括：模数转换单元，用于将模拟信号转换为数字信号；SOC单元，用于接收来自模数转换单元的数字信号并将接收到的数字信号发送出去；以太网接口，与SOC单元连接，用于将SOC单元发出的数据通过以太网接口发送出去。本发明的采集传输装置用SOC电路替代性地实现了对高速数据进行采集、处理并进行数据传输，在不减少功能的情况下，有效的减少电路设计量，减少成本。
【专利说明】
一种基于SOC的采集传输装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及数据采集领域，特别是涉及一种基于SOC的采集传输装置。
【背景技术】
[0002]SOCCsystem on chip)称为片上系统。随着集成电路的迅猛发展，半导体产业进入超深亚微米乃至纳米加工时代，在单一集成电路芯片上就可以实现一个复杂的电子系统，而SOC正是利用集成电路中已有的设计积累，将多个复杂的电子系统全部集成在一个芯片内，成为集成电路发展的必然趋势。
[0003]随着数字技术的飞速发展与普及，对信号的处理广泛采用数字计算机技术，对此需要将模拟信号转换为数字信号，ADC转换器(模数转换器)由此产生。而对于军事、航天、航空、铁路、机械等性能要求较高的诸多行业，需要一个高速采集传输系统。
[0004]关于基于SOC的采集系统的应用在国内还比较少，一般都是低速采集，而在基于SOC的高速采集应用方面，国内目前还有很大的发展空间。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种基于SOC的采集传输装置，以解决现有技术中的采集装置速度低、成本高的问题。
[0006]为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种基于SOC的采集传输装置，包括:模数转换单元，用于将模拟信号转换为数字信号；SOC单元，用于接收来自模数转换单元的数字信号并将接收到的数字信号发送出去；以太网接口，与SOC单元连接，用于将SOC单元发出的数据通过以太网接口发送出去。
[0007]进一步地，采集传输装置还包括:时钟管理器，与模数转换单元和SOC单元电连接，用于将SOC单元输出的时钟经过转换后提供给模数转换单元作为采样时钟。
[0008]进一步地，SOC单元包括:FPGA，用于接收来自模数转换单元的数字信号并对数字信号进行处理;ARM处理器，用于通过以太网协议栈将数据通过以太网接口发送出去。
[0009]进一步地，采集传输装置还包括:易失性存储器，与ARM处理器连接，用于数据缓存。
[0010]进一步地，采集传输装置还包括:非易失性存储单元，与ARM处理器连接，用于存储SOC单元的操作系统和应用程序。
[0011 ]进一步地，采集传输装置还包括:SMB接头，用于接收外部模拟信号;差分信号转换接口，SMB接头通过差分信号转换接口与模数转换单元连接，从而将来自SMB接头的单端信号转换为差分信号并提供给模数转换单元。
[0012]进一步地，易失性存储器为DDR3内存条。
[0013]进一步地，非易失性存储单元为nand-f lash。
[0014]基于上述技术方案，本发明基于SOC的采样传输装置与现有技术相比具有如下技术优点: (I)本发明的采集传输装置可以接收高速ADC的数据，最高传输的数据带宽达9.6Gb/S，同时可以在ARM处理器的嵌入式操作系统下对数据进行信号处理、可以通过以太网进行数据传输。
[0015](2)与传统高速采集电路相比，本发明的采集传输装置在制造时可以使物料、成本都得到降低，有效减少传统电路设计的复杂度，缩短电路开发时间。
[0016](3)本发明的采集传输装置进行软件编程、调试操作方便简洁，且SOC会免费提供IP核供用户使用，缩短基于SOC的软件开发时间。
【附图说明】
[0017]图1示意性示出了本发明的结构示意图；
图2是本发明中SOC单元的数据处理流程示意图；
图3示意性示出了本发明的工作流程图。
[0018]图中附图标记:1、模数转换单元；2、SOC单元；3、以太网接口；4、时钟管理器；5、FPGA; 6、ARM处理器;7、易失性存储器;8、非易失性存储单元;9、SMB接头；10、差分信号转换接口； 11、上位机。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0020]请参考图1，本发明提供了一种基于SOC的采集传输装置，该采集传输装置包括有: 模数转换单元I，其作用是将模拟信号转换为数字信号；
SOC单元2，用于接收来自所述模数转换单元I的数字信号并将接收到的所述数字信号发送出去；所述SOC单元2包括有FPGA (Field —Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)5和ARM处理器6，FPGA5用于接收来自所述模数转换单元I的数字信号并对所述数字信号进行处理，ARM处理器6用于通过以太网协议栈将数据通过所述以太网接口 3发送出去；时钟管理器4，与所述模数转换单元I和所述SOC单元2电连接，用于将所述SOC单元2输出的时钟经过转换后提供给所述模数转换单元I作为采样时钟；
以太网接口 3，与所述SOC单元2连接，用于将所述SOC单元2发出的数据通过所述以太网接口 3发送至上位机11。
[0021]上述SOC单元为现有的成型芯片，XILINX公司的ZYNQ系列中的XC7Z020芯片。SOC单元中包括Iinux操作系统，其中的应用程序包括:以太网驱动，flash加载驱动，DDR3驱动，FPGA驱动等，这些内容现有技术中已经覆盖，但在SOC单元处理数据时需要编程来实现。
[0022]通过编程来实现SOC单元中的数据处理流程如图2所示，其中的FPGA5接收到数字信号数据后，首先进行相位解调，再进行信号滤波，再进行加权平均，再进行数据缓存，再通过接口传输到ARM处理器6中，ARM处理器6再进行信号处理，最后通过以太网传输给上位机
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[0023]优选地，本发明的采集传输装置还包括有易失性存储器7和非易失性存储单元8，其中，易失性存储器7与ARM处理器6连接，用于数据缓存。优选地，易失性存储器7为DDR3内存条。非易失性存储单元8与ARM处理器6连接，用于存储SOC单元2的操作系统和应用程序。优选地，非易失性存储单元8为nand-f lash。
[0024]优选地，采集传输装置还包括:SMB接头9，用于接收外部模拟信号；差分信号转换接口 10，SMB接头9通过差分信号转换接口 10与模数转换单元I连接，从而将来自SMB接头9的单端信号转换为差分信号并提供给模数转换单元I。
[0025]下面，结合图2对本发明的工作过程进行示例性说明。
[0026]首先，在nand-fIash内存储有SOC单元的操作系统和应用程序，这样，当电路上电后，加载SOC单元的操作系统和应用程序。当启动完成后，SOC单元产生I路高速时钟信号通过并传输给时钟管理器4。时钟管理器4对输入其内的时钟信号进行消抖和去噪后，产生高性能的时钟信号并提供给模数转换单元I，作为高速模数转换单元I的采样时钟。
[0027]来自外部的模拟信号通过SMB接头9传输至差分信号转换接口10中，从而将单端模拟信号转换成差分模拟信号，传输给模数转换单元I。接着，模数转换单元I将2路模拟信号转换成2路高宽带数字信号，再传输给SOC单元中的FPGA，当FPGA核接到收来模数转换单元I的高宽带数字信号后，进行适当数据处理，由于FPGA与模数转换单元I之间的传输带宽非常高，因而，可以传输高速ADC信号。
[0028]接着，FPGA通过内部传输接口将高宽带数字信号传输给ARM处理器的易失性存储器7(例如DDR3)，其中，易失性存储器7可以作为数据缓冲。
[0029]ARM处理器读取易失性存储器7中的数据并进行数据处理，ARM处理器中的操作系统通过以太网协议栈将数据传输至以太网接口 3，再通过网线传输至上位机11，最终，由上位机11对上传数据进行处理和显示。
[0030]本发明基于针对现有技术中的高速ADC采样传输装置中采样数据带宽比较大，数据传输比较复杂而提出的，其可用于高速数据采集及传输。本发明摈弃了传统系统采用的复杂电路架构中的FPGA+DSP架构，提出用SOC电路替代，实现了对高速数据进行采集、处理并进行数据传输。在不减少功能的情况下，有效的减少电路设计量，减少成本等。
[0031]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于SOC的采集传输装置，其特征在于，包括: 模数转换单元(I)，用于将模拟信号转换为数字信号； SOC单元(2)，用于接收来自所述模数转换单元(I)的数字信号并将接收到的所述数字信号发送出去；所述SOC单元(2)包括有FPGA(5)和ARM处理器(6)，所述FPGA(5)用于接收来自所述模数转换单元(I)的数字信号并对所述数字信号进行处理，所述ARM处理器(6)用于通过以太网协议栈将数据通过所述以太网接口(3)发送出去； 时钟管理器(4)，与所述模数转换单元(I)和所述SOC单元(2)电连接，用于将所述SOC单元(2)输出的时钟经过转换后提供给所述模数转换单元(I)作为采样时钟； 以太网接口(3)，与所述SOC单元(2)连接，用于将所述SOC单元(2)发出的数据通过所述以太网接口(3)发送至上位机(11)。2.根据权利要求1所述的采集传输装置，其特征在于，所述采集传输装置还包括: 易失性存储器(7)，与所述ARM处理器(6)连接，用于数据缓存。3.根据权利要求2所述的采集传输装置，其特征在于，所述采集传输装置还包括: 非易失性存储单元(8)，与所述ARM处理器(6)连接，用于存储所述SOC单元(2)的操作系统和应用程序。4.根据权利要求1所述的采集传输装置，其特征在于，所述采集传输装置还包括: SMB接头(9)，用于接收外部模拟信号； 差分信号转换接口(10)，所述SMB接头(9)通过所述差分信号转换接口(10)与所述模数转换单元(I)连接，从而将来自所述SMB接头(9)的单端信号转换为差分信号并提供给所述模数转换单元(I)。5.根据权利要求2所述的采集传输装置，其特征在于，所述易失性存储器(7)为DDR3内存条。6.根据权利要求3所述的采集传输装置，其特征在于，所述非易失性存储单元(8)为nand-flasho
【文档编号】G05B19/042GK106094625SQ201610476699
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】陈建武, 曹进, 张成先, 方立新, 赵浩
【申请人】上海波汇科技股份有限公司