基于 SoPC 的震动信号采集设备设计方法

2009-08-16 19:16:06来源: 91404部队 邹岩 贺英杰 哈尔滨工程大学 陈晶

      在工程结构测试和分析中,震动信号的采集是一项基础性的工作,其采集的速度、精度和稳定度对测试的结果分析有重要的意义。震动数据分析技术的不断提高要求速度更快、精度更高、功能更强、成本更低的数据采集系统。AD7329恰好满足这些要求,它集成了可编程输入范围切换矩阵、高精度基准源和高性能A/D转换单元于一体,而Nios Ⅱ嵌入式软核CPU具有数据吞吐率高、配置灵活、可升级性强等特点,是一款性价比很高的微控制器,结合两者并通过高速SPI总线进行通信,构成了高速、高精度震动信号采集设备。

SoPC与Nios Ⅱ嵌入式系统简介

SoPC(System On Programmable Chip,可编程的片上系统)是Altera公司提出来的一种灵活、高效的SoC解决方案。它将处理器、存储器、I/O口等系统设计需要的功能模块集成到一个可编程器件上,构成一个可编程的片上系统。SoPC是PLD和ASIC技术融合的结果,可以认为SoPC代表了半导体产业未来的发展方向。

      Nios Ⅱ系列32位RISC嵌入式处理器具有超过200DMIP的性能,在低成本FPGA中实现成本只有35美分。由于处理器是软核形式,具有很大的灵活性,可以在多种系统设置组合中进行选择,满足成本和功能要求。采用Nios Ⅱ处理器进行设计,可以帮助用户将产品迅速推向市场,延长产品生命周期,防止出现处理器逐渐过时的情况。

AD7329模/数转换器

      AD7329是ADI公司推出的基于iCMOS(industrial CMOS)工艺的8通道12位精度1MSa/s采样速度的逼近型模/数转换器。iCMOS是一种结合了高电压CMOS和低电压CMOS的特殊工艺,使得高精度模拟器件操作电压的范围达到了33V,远远高于上一代器件所能承受的极限。由于采用了此种新的工艺,AD7329在实现双极性输入的同时提高了精度,并且减小了功耗和体积。

      AD7329可以实现真正的双极性输入,并且具有4种可编程输入范围,即±10V,±5V,±2.5V和0~+10V,每个模拟输入通道可以被独立设置。同时模拟输入通道也可配置成单端输入模式、差分输入模式以及伪差分模式。该器件内置了一个2.5V的基准源,同时也允许外部基准的输入,在外部基准为3V时双极性模拟输入的范围是±12V。该器件采用的是SPI高速串行接口,总线时钟频率可以稳定工作在20MHz,在给ADC提供时钟的同时完成数据的传输。

系统原理与组成

      系统组成框图如图1所示,包括Nios Ⅱ嵌入式处理器、Avalon总线、JTAG控制器和调试接口、SDRAM、DM9000A网络接口以及AD7329采样控制模块。

图1 系统结构框图

      在A/D采样控制器的控制下,AD7329采集得到的电压信号通过SPI接口传送到控制器的FIFO中,当数据量达到FIFO的75%时,控制器产生中断,通知CPU读取数据。CPU收到中断后,启动DMA,将A/D采样控制器FIFO中的数据传送到以太网控制器的FIFO中,而后利用NicheStack协议栈采用UDP方式将数据发送到网上。JTAG控制器和调试接口用来软硬件调试和系统软硬件程序的配置。SDRAM用来运行软件程序和提供FIFO的物理空间。

[1] [2]

关键字:SoPC  震动信号采集  设计  AD7329

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2009/0816/article_722.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
SoPC
震动信号采集
设计
AD7329

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved