本設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)四通道數(shù)據(jù)采集，采用了兩片ADI公司生產(chǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9230和一片ALTERA公司生產(chǎn)的FPGA器件EP1S60。采樣后數(shù)據(jù)通過(guò)Cypress公司的USB2.。的集成微控制器CY7C68013完成數(shù)據(jù)與PC機(jī)之間的傳輸。

　　系統(tǒng)組成設(shè)計(jì)基于USB+FPGA的四通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括了AD9516系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生電路、信號(hào)調(diào)理電路、AID轉(zhuǎn)換電路、FPGA及其外圍電路以及USB接口電路。其系統(tǒng)原理框圖如圖l所示。

　　1.1時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)AD9516是一款集低相位噪聲時(shí)鐘發(fā)生和低抖動(dòng)14通道時(shí)鐘分配功能于一體的時(shí)鐘分配器。其內(nèi)部集成1個(gè)整數(shù)N分頻的頻率合成器、2個(gè)參考輸入端、1個(gè)壓控振蕩器(veo)、可調(diào)延遲線和14個(gè)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器，還包括LVPECL、LVDS和CMOS輸出。14個(gè)輸出通道分別為6路(3對(duì))時(shí)鐘可高達(dá)1.6GHz的LVPECL輸出和4路(2對(duì))時(shí)鐘高達(dá)800峰一圖3FPGA內(nèi)部功能框圖MHz的LVDS輸出，LVDS時(shí)鐘輸出可選為高達(dá)200MHz的兩通道CMOS輸出。AD9516可設(shè)置3種工作模式，包括外部VCO、外部CLK以及內(nèi)部VCO。

　　1.2AD采樣電路AD9230是ADI公司推出的一種12位、250MSPS的高速、低功耗AID轉(zhuǎn)換器。

　　AD9230具有片內(nèi)基準(zhǔn)電壓和跟蹤和保持，兩個(gè)并行LVDS輸出模式，以便更好和FPGA接口，而雙數(shù)據(jù)速率(DDR)模式能減半所需并行輸出數(shù)。

　　1.3FPGA電路設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)中FPGA采用的是ALTERA公司Stratix系列器件EP1S600Stratix系列FPGA是ALTERA公司于2002年新推出的高密度FPGA器件。該設(shè)計(jì)中配置器件EPC16采用被動(dòng)串行方式加載FPGA，用下載線單獨(dú)加載FPGA肘，Mode選項(xiàng)用1TAG方式，用下載線單獨(dú)加載EPC16時(shí)，Mode選項(xiàng)可以在JTAG方式和被動(dòng)串行方式之間選擇，其FPGA與EPC16之間的連接關(guān)系如圖2所示。

　　1.4USB接口電路為了可以將采集到的數(shù)據(jù)可以傳給PC機(jī)以實(shí)時(shí)顯示，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了USB接口電路。該接口電路主要采用了Cypress公司的USB2.0的集成微控制器CY7C68013，該芯片是一個(gè)帶增強(qiáng)塑MCS51內(nèi)核和USB接口的單片機(jī)，可提供高達(dá)480Mbps的傳輸率g可完全滿足系統(tǒng)每次傳輸數(shù)據(jù)的需要，無(wú)需再外接RAM，2FPGA內(nèi)部功能基于USB+FPGA的四通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的FPGA內(nèi)部功能主要包括系統(tǒng)全局時(shí)鐘模塊、AD9516時(shí)鐘配置模塊、LVDS模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊以及FIFO模塊。具體內(nèi)部功能模塊如圖3所示。

　　3結(jié)語(yǔ)由于FPGA采用了高端芯片，可對(duì)采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些復(fù)雜算法的處理，筆耕文化傳播，利用FPGA可編程的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同的功能。

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