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FPGA數據采集卡電子方案設計

日期:2018-10-25 / 人氣: / 來源:scqhky.com

FPGA數據采集卡電子方案設計

FPGA多數據采集卡優勢

 

由于FPGA時鐘頻率(lv)高、內部延(yan)時小(xiao)、速度快、效率(lv)高、組成形式靈活等特點(dian)使其在高速數據采集方面有著DSP和單片(pian)機無法(fa)比(bi)擬的優勢。

FPGA多數據(ju)采(cai)集卡的(de)數據(ju)采(cai)集系統采(cai)用(yong)(yong)模塊(kuai)(kuai)化設(she)計(ji)結構,共由4類模塊(kuai)(kuai)組成,各采(cai)集模塊(kuai)(kuai)可以互換或(huo)靈活(huo)增減,各個模塊(kuai)(kuai)之間采(cai)用(yong)(yong)三通式連接器(qi)相連,傳感器(qi)信號、422串(chuan)行(xing)等信號輸入到(dao)對應(ying)模塊(kuai)(kuai)中調理采(cai)集,由主(zhu)控制模塊(kuai)(kuai)控制統一編幀,并傳輸到(dao)雙備份存儲(chu)器(qi)中。設(she)計(ji)方案靈活(huo)、控制簡單,具有很好的(de)實(shi)用(yong)(yong)價值。

系統硬件設計

數據采集(ji)記錄系統(tong)由1個主控制卡及3個數據采集(ji)卡組(zu)成,系統(tong)結構組(zu)成如(ru)下(xia)圖所(suo)示。

FPGA數據采集卡電子方案硬件設計

主控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)卡是數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)系統的(de)核(he)心部(bu)分,主要包括地面測(ce)控(kong)(kong)(kong)(kong)臺長線通信(xin)、各(ge)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)卡數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)傳(chuan)輸(shu)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)、數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)轉發(fa)、存儲(chu)器(qi)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)等功能。3個數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)卡可(ke)以采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)72路模(mo)(mo)擬信(xin)號(hao)(hao),各(ge)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)卡中(zhong)的(de)FPGA從控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)模(mo)(mo)塊根(gen)據(ju)(ju)(ju)地址跳線模(mo)(mo)塊控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)多通道切換(huan)開關,選通24路模(mo)(mo)擬信(xin)號(hao)(hao)中(zhong)的(de)某路信(xin)號(hao)(hao)后(hou)經過16位A/D轉換(huan)器(qi)轉換(huan)為數(shu)(shu)(shu)字信(xin)號(hao)(hao),各(ge)路信(xin)號(hao)(hao)采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)完成(cheng)后(hou)根(gen)據(ju)(ju)(ju)接收時序(xu)和握手信(xin)號(hao)(hao)將采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)通過三通式可(ke)堆疊內部(bu)總(zong)線發(fa)送至主控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)卡,再由主控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)卡的(de)FPGA主控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)模(mo)(mo)塊統一編幀后(hou)傳(chuan)輸(shu)到存儲(chu)器(qi),完成(cheng)了(le)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)(ji)(ji)與存儲(chu)過程。

系統邏輯設計

主控制卡采集控制邏輯設計

主控(kong)制卡的控(kong)制邏輯框圖如下圖所示。

主控制卡采集控制邏輯設計

采集控(kong)(kong)制(zhi)主要是(shi)由主控(kong)(kong)制(zhi)卡的(de)(de)內(nei)部(bu)總線控(kong)(kong)制(zhi)模塊(kuai)完成,接收長線控(kong)(kong)制(zhi)模塊(kuai)發送過(guo)來的(de)(de)地面測控(kong)(kong)臺控(kong)(kong)制(zhi)命令,并轉發給各個電壓采集卡,在采集狀(zhuang)態下,根(gen)據接收時序(xu)和握手(shou)信號(hao)接收各個采集卡的(de)(de)數據。

數據采集卡邏輯設計

數據采集(ji)卡控制邏輯框圖(tu)如下圖(tu)所示。

數據采集卡邏輯設計

Bus_Ctr為(wei)數據采集卡(ka)的內部總線控制模塊(kuai)(kuai),主要接收內部總線模塊(kuai)(kuai)發送(song)過來的命令,控制AD—Ctr的工作狀(zhuang)態(tai),采集狀(zhuang)態(tai)下,配合主控制卡(ka),將4k_FIFO中的數據主動送(song)至主控制卡(ka)中,AD—Ctr模塊(kuai)(kuai)主要控制AD轉換時(shi)序,控制24路模擬開關。

模擬開關電路設計

多通道(dao)模(mo)擬開關(guan)的(de)切換是數(shu)據采(cai)集(ji)(ji)卡(ka)的(de)重要內容,在本(ben)設計(ji)中(zhong),每(mei)塊數(shu)據采(cai)集(ji)(ji)卡(ka)都(dou)需(xu)要同(tong)時采(cai)集(ji)(ji)24路(lu)(lu)不同(tong)頻(pin)率的(de)模(mo)擬信號(hao),所(suo)以必須(xu)高精度、高準(zhun)確度控制(zhi)采(cai)樣通道(dao)地址的(de)切換與(yu)選(xuan)擇,這對于硬件(jian)與(yu)軟(ruan)件(jian)的(de)設計(ji)都(dou)提出很高的(de)要求。硬件(jian)部分采(cai)用的(de)模(mo)擬開關(guan)是ADG706,此(ci)為可以選(xuan)通l6路(lu)(lu)信號(hao)的(de)芯(xin)片,由(you)于采(cai)集(ji)(ji)通道(dao)為24路(lu)(lu),所(suo)以每(mei)塊采(cai)集(ji)(ji)卡(ka)上需(xu)要兩片ADG706芯(xin)片,開關(guan)量達到(dao)16X2=32>24路(lu)(lu),滿足(zu)設計(ji)要求。

PCBA加工產能

制造能力 PCBA服務 設備清單
4條SMT生產線 電路板類型(盲埋孔、阻抗、厚銅、HDI) Fuji CP8 Series SMT貼片機
2條DIP插件生產線 工藝類別(SMT/DIP) 全自動錫膏印刷機
0201元件貼裝 ICT測試 10溫區回流焊
0.25mm BGA FCT功能測試 AOI光學檢測儀
SMT 400萬點/日 BIT老化測試 波峰焊(有鉛、無鉛)
DIP 100萬點/日 Box Building成品組裝 ICT測試工作臺

PCBA工藝能力

項目 批量加工 打樣
PCBA加工SMT工藝能力 長*寬 最小尺寸 50*30
最大尺寸 150*350 最大邊長低于800mm
厚度 最低厚度 0.8
最高厚度 5
PCBA加工DIP工藝能力 長*寬 最小尺寸 50*30
最大尺寸 500*350 最大邊長低于1000mm
厚度 最低厚度 0.8
最高厚度 5
PCBA貼片加工元件規格 規格大小 最小規格 0603(0201) 0402()
最大尺寸 45*45 68*68
元件厚度 25.4
QFP封裝 最小腳距 0.4 0.3
BGA封裝 最小腳距 0.5 0.3

PCBA交期說明

項目 加工數量
少于100件 100-1000件 多于1000件
交期 少于3天 少于5天 3天開始交貨
備注

SMT快(kuai)(kuai)件最快(kuai)(kuai)8小(xiao)時交付;

合格率保證在(zai)99%以上;

交(jiao)期計(ji)算從客戶資料(liao)、物料(liao)確認完(wan)畢后開始計(ji)算

【格亞信電子】是專業從事電子產品設計、電子方案開發、電子產品PCBA加工的深(shen)圳電(dian)子(zi)方案公司,主要(yao)設計電(dian)子(zi)產品(pin)包(bao)括工(gong)控、汽車(che)、電(dian)源、通信、安(an)防(fang)、醫療電(dian)子(zi)產品(pin)開(kai)發。

公司核心業(ye)務(wu)是提(ti)供(gong)以(yi)工(gong)控電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)、汽車電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)、醫療電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)、安(an)防電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)、消費電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)、通訊(xun)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)、電(dian)(dian)源電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)等多領域的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)產品設計(ji)、方案開發及加(jia)工(gong)生產的(de)一(yi)站(zhan)式PCBA服務(wu),為滿足不同客(ke)戶需求可(ke)提(ti)供(gong)中小(xiao)批量PCBA加(jia)工(gong)。

公司產(chan)(chan)品涵蓋工業生(sheng)產(chan)(chan)設(she)(she)備控(kong)(kong)制(zhi)設(she)(she)備電(dian)子(zi)開發(fa)、汽(qi)車(che)MCU電(dian)子(zi)控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統方(fang)案設(she)(she)計(ji)、伺服(fu)控(kong)(kong)制(zhi)板PCBA加工、數控(kong)(kong)機(ji)床主板PCBA加工,智(zhi)能家居電(dian)子(zi)研(yan)發(fa)、3D打印機(ji)控(kong)(kong)制(zhi)板PCBA加工等領(ling)域。業務(wu)(wu)流程(cheng)包括電(dian)子(zi)方(fang)案開發(fa)設(she)(she)計(ji)、PCB生(sheng)產(chan)(chan)、元器件采購、SMT貼片(pian)加工、樣機(ji)制(zhi)作調試、PCBA中(zhong)小(xiao)批量加工生(sheng)產(chan)(chan)、后期質保(bao)維護(hu)一站(zhan)式PCBA加工服(fu)務(wu)(wu)。

http://scqhky.com/

作者:電子產品設計


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