CN207096110U - 含有fpga器件的化学发光分析平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种含有FPGA器件的化学发光分析平台，包括一FPGA器件；所述FPGA器件包括一现场可编程门阵列模块、一ARM核和多个IP核，所述ARM核连接所述现场可编程门阵列模块和所述IP核。本实用新型的一种含有FPGA器件的化学发光分析平台，可实施高效通信、运行可靠性高，并具有集成化程度高、线路板数量少、成本低、体积小的优点。

Description

含有FPGA器件的化学发光分析平台

技术领域

本实用新型涉及电子器件领域，尤其涉及一种含有FPGA器件的化学发光分析平台。

背景技术

现在主流化学仪器中均采用ARM(Acorn RISC Machine，Acorn公司精简指令集计算机)平台(上位机主控)、下位机主控平台(单片机核心)和多个单片机核心子模块的三级架构；其具有以下不足之处：

ARM平台与下位机主控平台及下位机主控平台与多个单片机核心子模块需要外部总线形式通信，受制于总线通信速率，通信效率不高；传统的三级架构需要多块控制芯片，分布式控制，需要较完善的容错机制；传统的三级架构集成度不高，芯片及PCB板占用空间较多，对机器空间要求较高；传统的三级架构需要多块控制芯片，导致其成本较高。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种含有FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)器件的化学发光分析平台，可实施高效通信、运行可靠性高，并具有集成化程度高、线路板数量少、成本低、体积小的优点。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种含有FPGA器件的化学发光分析平台，包括一FPGA器件；所述FPGA器件包括一现场可编程门阵列模块、一ARM核和多个IP核(知识产权核：intellectual property core)，所述ARM核连接所述现场可编程门阵列模块和所述IP核。

优选地，所述ARM核包括一第一处理器和一第二处理器，所述第一处理器和所述第二处理器通信连接，所述第二处理器连接各所述IP核。

优选地，所述ARM核通过AXI总线连接所述现场可编程门阵列模块。

优选地，所述第二处理器通过AXI4总线与所述IP核连接。

优选地，还包括一所述FPGA器件和多个功能驱动板，所述IP核与所述功能驱动板通信连接。

优选地，还包括一网口和多个外设连接端口，所述网口和所述外设连接端口分别与所述第一处理器通信连接。

优选地，所述外设连接端口包括显示装置连接端口、USB端口和串口。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

FPGA器件内部集成ARM核，可以替代现有的三级架构中的ARM平台；多个IP核的采用，可实现预设的多种不同控制功能，替代现有三级架构中的多个单片机核心，同时配合适用现场可编程门阵列模块，实现了硬件平台的高度集成化；同时由于减少了现有三级架构中的上位机主控平台及现有三级架构中的多个单片机核心，而现有的三级架构中每个核心都是单独的一个模块即一块PCB板，所以能够大幅度减少线路板的数量，降低了生产成，并为采用本器件的产品的小型化提供保障。ARM核通过AXI总线连接现场可编程门阵列模块，带宽可达吉比特，保证了ARM核和可编程门阵列模块之间持续保持拥有足够的带宽，实现两者间的实时高效通信。第二处理器通过AXI4总线与IP核连接，内部总线不受外界干扰，可以保证通信高质量且可靠运行。

附图说明

图1为本实用新型实施例的含有FPGA器件的化学发光分析平台的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的数据处理方法的流程图。

具体实施方式

下面根据附图1～图2，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。

请参阅图1，本实用新型实施的一种含有FPGA器件的化学发光分析平台，包括一FPGA器件；FPGA器件包括一现场可编程门阵列模块1、一ARM核2和多个IP核3，ARM核2连接现场可编程门阵列模块1和IP核3。

FPGA器件内部集成ARM核2，可以替代现有的三级架构中的ARM平台；多个IP核3的采用，可实现预设的多种不同控制功能，替代现有三级架构中的多个单片机核心，同时配合适用现场可编程门阵列模块1，实现了硬件平台的高度集成化；同时由于减少了现有三级架构中的上位机主控平台及现有三级架构中的多个单片机核心，而现有的三级架构中每个核心都是单独的一个模块即一块PCB板，所以能够大幅度减少线路板的数量，降低了生产成，并为采用本器件的产品的小型化提供保障。

ARM核2包括一第一处理器21和一第二处理器22，第一处理器21和第二处理器22通信连接，第二处理器22连接各IP核3。

本实施例中，ARM核2通过AXI总线连接现场可编程门阵列模块1，带宽可达吉比特，保证了ARM核2和可编程门阵列模块1之间持续保持拥有足够的带宽，实现两者间的实时高效通信。

第二处理器22通过AXI4总线与IP核3连接，内部总线不受外界干扰，可以保证通信高质量且可靠运行。

还包括多个功能驱动板4、一网口5和多个外设连接端口6，IP核3与功能驱动板4通信连接，网口5和外设连接端口6分别与第一处理器21通信连接。

其中，外设连接端口6包括显示装置连接端口61、USB端口62和串口63。

本实施例的含有FPGA器件的化学发光分析平台，改善了现有化学发光分析仪平台架构，可实现实施高效通信；改善了现有化学发光仪器硬件平台分布式控制容错能力不足，实现高可靠性运行；同时实现了硬件平台的高度集成化，使生化领域仪器向主流趋势SOIC靠拢；整合了控制核心，使线路板数量大幅减少，使产品小型化成为可能。

请参见图1和图2，本实用新型的一种基于本实施例的含有FPGA器件的化学发光分析平台的数据处理方法，包括步骤：

S1：根据需要设置各IP核3的功能，并根据IP核3设置的功能连接可执行对应功能的功能驱动板4；

S2：第一处理器21通过网口5和/或外设连接端口6接收外部输入数据和任务请求并对外部输入数据和任务请求进行数据处理生成任务指令，每一任务指令与至少一IP核3对应；

S3：第二处理器22自第一处理器21接收任务指令，并将任务指令分别发送给对应IP核3；

S4：接收到任务指令的IP核3启动对应功能驱动板4。

S1步骤中，通过UIO(Userspace I/O，运行在用户空间的I/O技术)方式将AXIS总线映射到用户态，再使用高级语言的Python语言和JS语言封装，完成设各IP核3的功能设置；或通过高级语言直接编写，完成设各所述IP核的功能设置。其中，对于功能简单的IP核3可直接采用HDL语言编写完成IP核3的功能设置；对于如图像及视频处理等较为复杂的算法，用户可以方便地利用HLS协议用C语言和C++语言编写完成IP核3的功能设置。

另外，本实施例中，第一处理器21采用LIUNX系统；第二处理器22采用RTOS系统。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种含有FPGA器件的化学发光分析平台，其特征在于，包括一FPGA器件；所述FPGA器件包括一现场可编程门阵列模块、一ARM核和多个IP核，所述ARM核连接所述现场可编程门阵列模块和所述IP核。

2.根据权利要求1所述的含有FPGA器件的化学发光分析平台，其特征在于，所述ARM核包括一第一处理器和一第二处理器，所述第一处理器和所述第二处理器通信连接，所述第二处理器连接各所述IP核。

3.根据权利要求2所述的含有FPGA器件的化学发光分析平台，其特征在于，所述ARM核通过AXI总线连接所述现场可编程门阵列模块。

4.根据权利要求3所述的含有FPGA器件的化学发光分析平台，其特征在于，所述第二处理器通过AXI4总线与所述IP核连接。

5.根据权利要求4所述的含有FPGA器件的化学发光分析平台，其特征在于，还包括一所述FPGA器件和多个功能驱动板，所述IP核与所述功能驱动板通信连接。

6.根据权利要求5所述的含有FPGA器件的化学发光分析平台，其特征在于，还包括一网口和多个外设连接端口，所述网口和所述外设连接端口分别与所述第一处理器通信连接。

7.根据权利要求6所述的含有FPGA器件的化学发光分析平台，其特征在于，所述外设连接端口包括显示装置连接端口、USB端口和串口。