基于dsp+arm工业处理器和fpga的模拟数据采集控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于模拟数据采集控制器技术领域，具体涉及一种基于DSP+ARM工业处理器和FPGA的模拟数据采集控制器。
【背景技术】
[0002]数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析和处理。AD(Analog to Digital)模数转换，就是对模拟量，一般是电压量，进行采集，将其数字化。DA(Digital to Analog)指数模转换，与AD过程相反，就是把数字信号转换成模拟信号，作为控制输出。
[0003]目前应用最为普遍的基于AD和DA的控制系统如图1所示。系统设备包括:AD数据采集卡、DA控制卡和控制主机，控制主机通过数据总线(如PCI总线、USB总线等)与AD和DA设备进行连接。控制主机从AD数据采集卡获得数据，完成处理数据后，由DA控制卡输出控制信号。因此，一套系统往往由多个设备组成，存在体积较大、连接线较多(容易导致工作不可靠)等缺陷。并且，如果控制主机为工控机或PC，由于操作系统的原因，控制周期较长;并且由于此类设备供电、连接线等问题，往往精度不高，很难满足一些科研仪器对高速、高精度的要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于DSP+ARM工业处理器和FPGA的模拟数据采集控制器。该模拟数据采集控制器以DSP+ARM工业处理器为主控器，同时采用FPGA单元与AD和DA相结合的硬件设计，这种硬件电路结构处理速度快，精度高，可以做到数据处理与数据采集的并行处理，从而提高AD数据采集和DA输出控制的实时性。同时本实用新型具有丰富的外设接口和数据交互接口。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种基于DSP+ARM工业处理器和FPGA的模拟数据采集控制器，包括一个DSP+ARM工业处理器和一个FPGA单元；
[0007]所述DSP+ARM工业处理器选用美国TI公司的DSP+ARM工业处理器0MAP-L138;
[0008]所述FPGA单元采用一 XC3S500E芯片，XC3S500E与0MAP-L138之间通过HPI接口连接，XC3S500E分别通过SPI串行总线与AD采集模块和DA输出模块连接；
[0009]OMAP-Ll38连接有DDR3RAM模块和Nand Flash模块；
[0010]0MAP-L138连接一个USB接口模块和一个以太网模块；
[0011 ] OMAP-Ll 38还连接有液晶显示器和触摸屏。
[0012]在上述技术方案中，所述AD采集模块包括4路AD输入端口；所述DA输出模块包括4路DA输出端口；
[0013]本实用新型的优点和有益效果为:
[0014]本实用新型以DSP+ARM工业处理器为主控器，同时采用FPGA单元与AD和DA相结合的硬件设计，这种硬件电路结构处理速度快，精度高，可以做到数据处理与数据采集的并行处理，从而提高AD数据采集和DA输出控制的实时性。同时本实用新型具有丰富的外设接口和数据交互接口。
【附图说明】
[0015]图1是传统AD和DA的控制系统结构。
[0016]图2是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
[0018]本实用新型所涉及的基于DSP+ARM工业处理器和FPGA的模拟数据采集控制器，包括一个DSP+ARM工业处理器和一个FPGA单元；
[0019]所述DSP+ARM工业处理器作为本模拟数据采集控制器的主控芯片，其选用美国TI公司的DSP+ARM工业处理器OMAP-Ll 38，该芯片包含一个ARM926EJ-S的ARM9内核和一个可进行浮点运算的TMS320C674x的DSP内核。其中，ARM9内核运行嵌入式Linux操作系统，用于与上位PC控制端进行网络数据通信，运行应用程序，解析数据等;DSP内核运行控制算法，对采集的AD数据进行处理，通过预设的算法，控制DA输出；
[0020]所述FPGA单元采用一 XC3S500E芯片，XC3S500E与0MAP-L138之间通过HPI接口连接，XC3S500E分别通过SPI串行总线与AD采集模块和DA输出模块连接;通过FPGA单元与AD和DA相结合，可以做到数据处理与数据采集的并行处理，从而提高AD数据采集和DA输出控制的实时性。所述AD采集模块包括4路18位分辨率采样速率为400K的AD输入端口；所述DA输出模块包括4路18位分辨率建立时间为I微秒的DA输出端口；
[0021 ] 0嫩?-1^138还连接有512冊的001?31^1模块和256冊的恥11(1 Flash模块，其分别用于数据存储和程序运行；
[0022]OMAP-Ll38还连接有多个数据交互接口，包括一个USB接口模块、一个以太网模块；
[0023]OMAP-Ll 38还连接有人机交互单元，包括液晶显示器和触摸屏。
[0024]以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于DSP+ARM工业处理器和FPGA的模拟数据采集控制器，其特征在于:包括一个DSP+ARM工业处理器和一个FPGA单元； 所述DSP+ARM工业处理器选用美国TI公司的DSP+ARM工业处理器0MAP-L138; 所述FPGA单元采用一 XC3S500E芯片，XC3S500E与0MAP-L138之间通过HPI接口连接，XC3S500E分别通过SPI串行总线与AD采集模块和DA输出模块连接； 0MAP-L138连接有DDR3RAM模块和Nand Flash模块； 0MAP-L138连接一个USB接口模块和一个以太网模块； 0MAP-L138还连接有液晶显示器和触摸屏。2.根据权利要求1所述的基于DSP+ARM工业处理器和FPGA的模拟数据采集控制器，其特征在于:所述AD采集模块包括4路AD输入端口 ；所述DA输出模块包括4路DA输出端口。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于DSP+ARM工业处理器和FPGA的模拟数据采集控制器，包括一个DSP+ARM工业处理器和一个FPGA单元；所述DSP+ARM工业处理器选用美国TI公司的DSP+ARM工业处理器OMAP-L138；所述FPGA单元采用一XC3S500E芯片，XC3S500E与OMAP-L138之间通过HPI接口连接，XC3S500E分别通过SPI串行总线与AD采集模块和DA输出模块连接；本实用新型以DSP+ARM工业处理器为主控器，同时采用FPGA单元与AD和DA相结合的硬件设计，这种硬件电路结构处理速度快，精度高，可以做到数据处理与数据采集的并行处理，从而提高AD数据采集和DA输出控制的实时性。同时本实用新型具有丰富的外设接口和数据交互接口。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN205210623
【申请号】CN201521076383
【发明人】郝铭, 曹利峰, 谭新田
【申请人】天津市南开太阳高技术发展有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月20日