基于pci和以太网接口的多通道高速数据采集系统

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1、浙江大学硕士学位论文基于PCI和以太网接口的多通道高速数据采集系统姓名：高波申请学位级别：硕士专业：生物医学工程指导教师：叶学松20060501矿————』里‰摘要随着生物医学工程学的发展，使用神经芯片测量细胞的电生理信号进行细胞机理研究是目前最新的研究方向。这种研究方式要求神经芯片后端的数据采集系统具有极多通道(一般为32、64、128通道)，采样方式为同步采集：且要求具有产生刺激信号的功能。目前在此领域占领先地位的是国外公司的产品，国内同类产品的水平普遍不高。本文提出并设计了一种基于Pa和DsP的多通道高速数据采集系统，满足神经芯片测

2、量的要求，达到了国外同类产品的水平。对于采集模块，具有72通道同步采集，50母k、100KHz、200砌电程控采样频率，数据带宽为11Mb”e，s；对于刺激模块，具有4通道任意刺激波形发生的功能。该系统采用DsP作为核心处理器，cPu)实现多片ADc同步工作的逻辑和时序，FIF0作为DsP与ADc之间的数据缓冲，PcI访问DsP的HPI口实现数据传输。本文详细介绍了该系统的设计思路，开发平台，硬件和软件结构。最后，在此系统的设计基础上，研究了基于以太网接口的数据传输的初步方案，这为将来此数据采集系统的嵌入式开发打下了良好的基础。关键词：多

3、通道高速数据采集DsPcPLDPcIARMuCnnllx以太网AbstractWiththedevelopmentofbiomedicalresearch，thestudyofthecellmechanismthroughthemeasurememofthecellbioelectdcsignalsusingneuralchipisaboostngarea．Itdemandsnoveldataacquisitionsystem,whichcallobtainmultichannelsignalssimultaneously，suchas3

4、2,64or128channels，andPallproducest妇ulations．Atpresent,dominantproductsinthisareaarefromabroadcompanies，anddomesticproductscallnotsatisfyreseaRchrequirements．Thispaperpresentsamulti—channelhigh-speeddataacquisitionsystembasedonPCIandDSP．Thesystemca琏beappliedtotheresearchof

5、neural曲斌andreachthesamelevelofforeignproducts．Ithas72simuloussamplechannels，programmablesamplefrequency岱o】t100K,200KHz),and4outputchannelsofstimulation．ThesystemutilizesCPLDtorealizelo#c斌andtimingcontrolbetweenDSPandmulti-channelADeTheinterfacebetweenDSP’SHPIandPCIbusisem

6、ployedtoachievelli醇*speeddatatransmission．Then，thispaperintroducedthesystem’Ssoftwareandhardware．Atlast，wedevelopedthedatatransmissionhasedonethemet,whichCallbethefoundationoftheembededsysteminOurfutarestudy．Keyword：multi-channelhigh-speeddataacquisitionDSPCPLDPCIARMuCLin

7、uxehtemet娃第一章绪论1．1数据采集系统概述数据采集是对一个或多个信号获取对象信息的过程。数据采集器是一种具有实验室或现场进行实时数据采集、自动存储记录、信号预处理、即时显示、即时状态分析、自动传输等功能的自动化设备。数据采集系统广泛应用在测量、军事、航空、雷达、通信、水声、遥感、地质勘探、震动工程、无损检测、语声处理、智能仪器、工业自动控制以及生物医学工程等领域。【1】1由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统(DAS)。目前有的DAS产品精度己达16位，采集速度每秒达到几十万次以上。数据采集技术

8、已经成为一种专门的技术。按数据总线的形式划分，目前数据采集系统可分为并行总线数据采集系统和串行总线数据采集系统。并行总线数据采集系统向高速、模块化和即插即用方向发展，典型系统有PCI、VXI、