CN212906280U - 一种基于pcie的高速模拟量采集卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，包括使用高速FPGA作为数据处理主控，以XC7A100T‑2FFG484I为核心，所述输入接口包括两条通道的模拟量输入端口和防拆信号输入端口；所述数据采集输出接口有一路DDS信号输出、同步信号输出、RS232接口、PCIE接口以及以太网口；这种全部基于硬件的设计能够提供更快的数据处理速度，更高的系统稳定性和更低的传输时延，其逻辑资源比较丰富，能够满足信号处理需求，本实用新型高速模拟量采集卡还包括数据采集输出接口、输入接口、RS232接口、同步接口、拆机检测接口以及高速DDR内存，极大降低了板卡使用难度和成本，并提高了数据安全，它还拥有一路千兆以太网接口，便于用户通过以太网远程采集处理数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及模拟信号采集技术领域，具体涉及一种基于PCIE的高速模拟量采集卡。
背景技术
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非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集卡，即实现数据采集功能的模块，自然环境中的信号都是由模拟量组成的，通过将模拟量数字化后，在数字域分析的技术广泛应用于现代模拟信号采集领域。
在自动化技术领域，经常需要将电流、电压模拟量信号转换为数字信号进行后续处理，模拟量采集卡的作用主要是负责模拟量信号的采集；目前，计算机性能逐步提高，能够处理的数据量也更大，但是，在模拟数据采集这一领域，数据采集仍然采用老旧的USB接口数据采集卡。这种采集卡使用USB2.0或USB3.0通道，带宽极低(USB2.0:480Mbps，USB3.0:5Gbps)。
采集后的数据采用MCU或SOC处理，这种处理方式严重依赖软件优化和处理器性能，而基于软件的数据处理方式也增加了数据的不稳定性。同时，数据采集由低速的ADC芯片或MCU集成的ADC模块，ADC芯片分辨率只有10位，精度低，板载内存只有16M，容量低，这种设计限制了模拟数据的采样精度和数据采集速度，而且功能单一，只有单纯的数据采集功能，不能满足现有数据采集需求。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，本实用新型高速模拟量采集卡是基于PCIE GEN2X4数据通道，数据速率高达20Gbps，是USB2.0的40倍，是USB3.0的4倍。而且，相对于USB，PCIE的协议更简单，降低软件开发难度和数据处理难度，同时，也降低了主机的运算开销。除此之外，它还拥有一路千兆以太网接口，便于用户通过以太网远程采集处理数据。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，包括使用高速FPGA作为数据处理主控，这种全部基于硬件的设计能够提供更快的数据处理速度，更高的系统稳定性和更低的传输时延；
一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，以XC7A100T-2FFG484I为核心，其逻辑资源比较丰富，能够满足信号处理需求；
所述输入接口包括两条通道的模拟量输入端口和防拆信号输入(3.3VTTL)端口；
所述数据采集输出接口有一路DDS信号输出、同步信号输出(5VTTL)、RS232接口、PCIE接口以及以太网口；
其中DDS信号输出为200M(或100M)，信号带宽为40MHz，输出频率、幅度可调；所述RS232接口用于和光电一体化模块通信；所述PCIE接口用于信号输出及控制指令输入；所述以太网接口有一路千兆，便于用户通过以太网远程采集处理数据；
PCIE仿真控制卡预留了16个3.3V的IO口，用于后期扩展功能；
PCIE仿真控制卡配备了8Gb容量32bit位宽的DDR3；128Mb的Flash用于存储系统的配置信息；
所述高速DDR内存板载1GB，能够存储更多的数据，即使主机不能处理完那么多数据，数据仍然不会丢失；
一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，还包括数据采集输出接口、输入接口、RS232接口、同步接口、拆机检测接口以及高速DDR内存，这种设计极大降低了板卡使用难度和成本，并提高了数据安全。
ADC芯片的分辨率达到14位，精度高；采样速率达到100MSPS。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型高速模拟量采集卡是基于PCIE GEN2X4数据通道，数据速率高达20Gbps，是USB2.0的40倍，是USB3.0的4倍。而且，相对于USB，PCIE的协议更简单，降低软件开发难度和数据处理难度，同时，也降低了主机的运算开销。
(2)本实用新型高速模拟量采集卡使用高速FPGA作为数据处理主控，这种全部基于硬件的设计能够提供更快的数据处理速度，更高的系统稳定性和更低的传输时延；
(3)本实用新型高速模拟量采集卡以XC7A100T-2FFG484I为核心，其逻辑资源比较丰富，能够满足信号处理需求，除此之外，它还拥有一路千兆以太网接口，便于用户通过以太网远程采集处理数据；
(4)所述高速DDR内存板载1GB，能够存储更多的数据，即使主机不能处理完那么多数据，数据仍然不会丢失，本实用新型高速模拟量采集卡还包括数据采集输出接口、输入接口、RS232接口、同步接口、拆机检测接口以及高速DDR内存，这种设计极大降低了板卡使用难度和成本，并提高了数据安全，不仅支持DD输出，还包括RS232接口、同步信号输出以及防拆信号输入。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型一种基于PCIE的高速模拟量采集卡的结构框图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，包括使用高速FPGA作为数据处理主控，这种全部基于硬件的设计能够提供更快的数据处理速度，更高的系统稳定性和更低的传输时延；
一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，以XC7A100T-2FFG484I为核心，其逻辑资源比较丰富，能够满足信号处理需求；
所述输入接口包括两条通道的模拟量输入端口和防拆信号输入(3.3VTTL)端口；
所述数据采集输出接口有一路DDS信号输出、同步信号输出(5VTTL)、RS232接口、PCIE接口以及以太网口；
其中DDS信号输出为200M(或100M)，信号带宽为40MHz，输出频率、幅度可调；所述RS232接口用于和光电一体化模块通信；所述PCIE接口用于信号输出及控制指令输入；所述以太网接口有一路千兆，便于用户通过以太网远程采集处理数据；
PCIE仿真控制卡预留了16个3.3V的IO口，用于后期扩展功能；
PCIE仿真控制卡配备了8Gb容量32bit位宽的DDR3；128Mb的Flash用于存储系统的配置信息；
所述高速DDR内存板载1GB，能够存储更多的数据，即使主机不能处理完那么多数据，数据仍然不会丢失；
一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，还包括数据采集输出接口、输入接口、RS232接口、同步接口、拆机检测接口以及高速DDR内存，这种设计极大降低了板卡使用难度和成本，并提高了数据安全。
ADC芯片的分辨率达到14位，精度高；采样速率达到100MSPS。
本实用新型的工作原理：一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，在工作时，以XC7A100T-2FFG484I为核心，其逻辑资源比较丰富，能够满足信号处理需求，模拟信号进入SMA接口，所述输入接口包括两条通道的模拟量输入端口和防拆信号输入(3.3VTTL)端口；所述数据采集输出接口有一路DDS信号输出、同步信号输出(5VTTL)、RS232接口(用于和光电一体化模块通信)、PCIE接口(用于信号输出及控制指令输入)以及以太网口；它还拥有一路千兆以太网接口，便于用户通过以太网远程采集处理数据；
一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，包括使用高速FPGA作为数据处理主控，这种全部基于硬件的设计能够提供更快的数据处理速度，更高的系统稳定性和更低的传输时延；由于是基于PCIE GEN2X4数据通道，数据速率高达20Gbps，是USB2.0的40倍，是USB3.0的4倍。而且，相对于USB，PCIE的协议更简单，降低软件开发难度和数据处理难度，同时，也降低了主机的运算开销；
其中DDS信号输出为200M(或100M)，信号带宽为40MHz，输出频率、幅度可调，另外PCIE仿真控制卡预留了16个3.3V的IO口，用于后期扩展功能，存储方面，PCIE仿真控制卡配备了8Gb容量32bit位宽的DDR3；128Mb的Flash用于存储系统的配置信息，所述高速DDR内存板载1GB，能够存储更多的数据，即使主机不能处理完那么多数据，数据仍然不会丢失。
本发明一种基于PCIE的高速模拟量采集卡不仅支持DD输出，还包括RS232接口、同步信号输出以及防拆信号输入。
以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，其特征在于，包括SMA接口、ADC、FPGA、DDR3、PCIE接口以及PC端；
所述SMA接口用于接收模拟信号，所述SMA接口连接有ADC，所述ADC的一侧连接有FPGA，所述FPGA的一侧连接有PCIE接口，所述PCIE接口的一侧连接有PC端，所述FPGA用于接收拆机检测信号；
还包括数据采集输出接口、输入接口、RS232接口、同步接口、拆机检测接口以及高速DDR内存；
所述输入接口包括两条通道的模拟量输入端口和防拆信号输入端口；
所述数据采集输出接口有一路DDS信号输出、同步信号输出、RS232接口、PCIE接口以及以太网口；
PCIE仿真控制卡预留了16个3.3V的IO口，用于后期扩展功能；
PCIE仿真控制卡配备了8Gb容量32bit位宽的DDR3；128Mb的Flash用于存储系统的配置信息；
所述高速DDR内存板载1GB。
2.根据权利要求1所述的一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，其特征在于，所述DDS信号输出为200M或100M，信号带宽为40MHz。
3.根据权利要求1所述的一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，其特征在于，所述RS232接口用于和光电一体化模块通信。
4.根据权利要求1所述的一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，其特征在于，所述PCIE接口用于信号输出及控制指令输入。
5.根据权利要求1所述的一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，其特征在于，所述以太网口有一路千兆。
6.根据权利要求1所述的一种基于PCIE的高速模拟量采集卡，其特征在于，ADC的分辨率为14位；采样速率为100MSPS。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021402983.9U CN212906280U (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 一种基于pcie的高速模拟量采集卡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021402983.9U CN212906280U (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 一种基于pcie的高速模拟量采集卡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212906280U true CN212906280U (zh) | 2021-04-06 |
Family
ID=75288191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202021402983.9U Active CN212906280U (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 一种基于pcie的高速模拟量采集卡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212906280U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113742268A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-03 | 北京坤驰科技有限公司 | 一种基于以太网光纤的高速脉冲采集系统 |
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2020
- 2020-07-16 CN CN202021402983.9U patent/CN212906280U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113742268A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-03 | 北京坤驰科技有限公司 | 一种基于以太网光纤的高速脉冲采集系统 |
| CN113742268B (zh) * | 2021-09-14 | 2023-12-08 | 北京坤驰科技有限公司 | 一种基于以太网光纤的高速脉冲采集系统 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 307, Building B2, Phase I, Hefei Software Park, No. 800 Wangjiang West Road, High tech Zone, Hefei City, Anhui Province, 230000 Patentee after: Hefei Huakong Tianxin Technology Co.,Ltd. Address before: 230000 rooms 305, 306 and 307, building B2, innovation industrial park, No. 800, Wangjiang West Road, high tech Zone, Hefei City, Anhui Province Patentee before: Hefei Guoke Tianxun Technology Co.,Ltd. |