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首頁 技術(shù)動態(tài)

基于PXIe的中頻信號采集存儲系統(tǒng)

2016-03-21 09:48:00 

基于PXIe的中頻信號采集存儲系統(tǒng)可實現(xiàn)高速信號的采集、存儲功能,。該系統(tǒng)具備PXIe總線的高吞吐量,、坤馳科技代理的ADQ14系列板卡的高速高精度數(shù)據(jù)采集、SSD磁盤陣列板大容量存儲特征,，可實現(xiàn)14bit采樣精度,、2GS/s采樣率、高達(dá)1000MB/s直接存儲速率,、2TB存儲容量的中頻信號采集存儲,。

系統(tǒng)整體圖：

系統(tǒng)硬件包括PXIe 3U 8slot機(jī)箱一個,、PXIe控制器一個（帶機(jī)械磁盤）、ADQ14AC-1X采集板卡一塊,、ADQSDU高速SSD存儲板一塊。

系統(tǒng)整體圖

系統(tǒng)規(guī)格：
系統(tǒng)采樣是PXIE總線傳輸數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)的幾個部分規(guī)格如下：

1.ADQ14AC-1X PXIE高速數(shù)據(jù)采集卡：

AD卡參數(shù)指標(biāo)：

  • 1通道14bit精度2GS/s 采集模塊
  • 50歐姆AC耦合,，輸入信號滿幅度1.9Vpp,過壓保護(hù)
  • 模擬輸入帶寬900Mhz
  • 高3.2GByte/s數(shù)據(jù)傳輸率
  • 支持外部時鐘輸入
  • 板載2G存儲
  • PXIE 3U 2槽位
  • FPGA開放
卓越動態(tài)參數(shù)：
  • SNR 64dB
  • SNDR 59 dB
  • SFDR 61 dB
  • ENOB 9.6 bits

2.ADQSDU 2TBytes高速SSD存儲板：

  • 2TB存儲容量
  • 支持大1000MB/s的寫速率,，大300MB/s的讀速率
  • 監(jiān)測控制功能
  • PXIE 3U 4槽位
  • 可以和AD卡交互連接

3.PXIE控制器：

  • 強(qiáng)大的計算能力，Intel® Core™ i5-520E 2.4GHz處理器
  • 系統(tǒng)大吞吐量2GB/s
  • PXIE 3U 2個插槽
  • PXIE連接性能4鏈路 x4 x4 x4 x4 ,，2鏈路 x8 x8
工作原理：
高速數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)部模塊

高速數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)部模塊

SSD高速存儲模塊與采集模塊協(xié)同工作
AD采集過來的高速數(shù)據(jù)，經(jīng)PXIe可以直接存儲到SSD存儲模塊,，直接存儲速率可達(dá)1000MB/s。軟件可以設(shè)置AD采集過來的數(shù)據(jù)直接進(jìn)入到控制模塊,，還是先經(jīng)過SSD高速存儲模塊,，再通過控制模塊,，傳輸給上位機(jī)顯示。讀取SSD存儲數(shù)據(jù),，向上位機(jī)的傳輸速率高300MB/s,。
監(jiān)測控制功能：
系統(tǒng)可以設(shè)置一個監(jiān)測控制選項,，主數(shù)據(jù)流發(fā)送到磁盤存儲，一小部分?jǐn)?shù)據(jù)傳到主機(jī),，用來監(jiān)控采集系統(tǒng)的操作完全根據(jù)計劃執(zhí)行,，發(fā)送到監(jiān)控單元的采集數(shù)據(jù)密度由軟件控制。ADQ系列數(shù)字化儀配置2個DMA通道來實現(xiàn)監(jiān)測控制,，一個通道連接ADQDSU磁盤陣列板,，一個通道連接到控制器。
監(jiān)測控制選項可以實現(xiàn)一塊數(shù)字化儀連接兩塊ADQDSU磁盤陣列板,，以使得數(shù)據(jù)寫入磁盤存儲模塊的能力增加一倍,。結(jié)合ADQ開發(fā)包，監(jiān)測控制選項可以實現(xiàn)更多的特殊功能,。
邏輯開發(fā)包
ADQ14AC-1X提供用戶開放功能FPGA開發(fā),，用戶可能根據(jù)自己的需求在FPGA里實現(xiàn)FFT等復(fù)雜算法、實現(xiàn)濾波功能,、實現(xiàn)峰值檢測等功能,。

邏輯開發(fā)包

用戶可以根據(jù)source文件中的user_logic.v模塊里預(yù)留的接口，實現(xiàn)用戶自己想要的邏輯功能,。
系統(tǒng)配套軟件
提供自帶軟件ADCapturelab,，軟件功能：
  • 可以設(shè)置采集的長度，長65536個點,，可以設(shè)置采樣率,，大2GS/s 。
  • 可以對采集的數(shù)據(jù)做FFT運算,，F(xiàn)FT點數(shù)128~65536
  • 可以對FFT運算加hamming窗,、hanning窗、blackman窗,，有效防止頻率分辨率不足,，導(dǎo)致頻譜泄漏問題
  • 支持multi-record功能，根據(jù)外部觸發(fā),，觸發(fā)每次的采集行為,，然后把每次觸發(fā)采集的信號拼接傳輸給上位機(jī)，或者流入磁盤陣列
  • 支持通道觸發(fā),，根據(jù)每個通道輸入的信號,，可以選擇上升沿,、下降沿、高電平,、低電平觸發(fā),，設(shè)置觸發(fā)電平的值

系統(tǒng)配套軟件

提供matlab、c/c++的用戶二次開發(fā)API提供MATLAB驅(qū)動,、 API功能：

API功能

可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫文件操作

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