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首頁 > 高速同步采集方案

摘要:根據(jù)客戶的技術(shù)性能和成本控制需求,基于阿爾泰科技公司的PCIe8586數(shù)字化儀采集卡,為客戶搭建基于PCIe總線的85MHz采樣頻率、16位轉(zhuǎn)換精度、32路同步采集的高速數(shù)采系統(tǒng)。 

一、客戶需求

經(jīng)過溝通,了解到客戶需要一套85MHz采樣率、16位轉(zhuǎn)換精度、32路同步連續(xù)采集的高速數(shù)采系統(tǒng)。出于對成本控制的考慮,不選用PXIe標(biāo)準(zhǔn)背板和機(jī)箱系統(tǒng),現(xiàn)選定定制開發(fā)的專用采集板,用CAMLink總線與主機(jī)通信,完成數(shù)據(jù)上傳,功能基本達(dá)到使用要求。了解到阿爾泰科技公司有成熟的數(shù)字化儀產(chǎn)品,希望能在公司的成熟產(chǎn)品中,搭建一個低成本的32路同步高速采集方案,作為產(chǎn)品使用方案。 

二、需求分析

客戶需要85MHz采樣率、16位轉(zhuǎn)換精度、32路同步連續(xù)采集,意味著每秒有85M*2(2字節(jié)16位)*32=5.44GB的數(shù)據(jù)要送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng),用USB3.0、千兆網(wǎng)都難以達(dá)到這樣的實(shí)時傳輸速率。選用PXI/PCIe遠(yuǎn)程控制模塊,雖然能達(dá)到PCIe總線的高速率,仍然需要購買PXI設(shè)備,成本太高,都不適宜。

本方案選用PCIe8586來實(shí)現(xiàn)主要功能,其單卡可以完成100MHz采樣頻率、16位精度、8路同步采樣功能,且支持多卡同步。 在PCIe高速總線上插4塊此采集卡,配套相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟硬件平臺,完全可以勝任此高速采集任務(wù)。系統(tǒng)基于經(jīng)濟(jì)而且廣泛使用的PCIe高速總線,大大降低了硬件成本。

PCIe8586是阿爾泰公司成熟產(chǎn)品,可靈活設(shè)置各種工作狀態(tài),驅(qū)動安裝和二次開發(fā)都很便利。讓用戶脫離具體的軟硬件開發(fā)和測試,可以用更多的精力關(guān)注到測試目標(biāo)系統(tǒng)中。 

三、具體方案

由于客戶應(yīng)用環(huán)境沒有嚴(yán)苛的要求,方案基于廣泛應(yīng)用的臺式機(jī)PCIe總線,選用PCIe8586來實(shí)現(xiàn)主要功能,PCIe8586單卡可以完成100MHz頻率、16位精度、8路同步采樣功能,且支持多卡同步,每個PCIe8586*大需要1600MB/s帶寬(2*8*100M),4個槽位一共*大帶寬6.25GB/s(1600M*4/1024),在同一PCIe X8總線上安插4張PCIe8586采集卡,實(shí)現(xiàn)用戶要求的32路同步采集功能。

阿爾泰提供穩(wěn)定的系統(tǒng)驅(qū)動程序,可以支持主流的操作系統(tǒng),包括Windows、麒麟(Kylin)與Linux操作系統(tǒng),同時也提供靈活易用的SDK開發(fā)工具,客戶可在多種開發(fā)語言環(huán)境下使用,包括C/C++C#、VB、VB.NET、LabVIEW、LabVIEW/CVI 、Phthon以及QT等。

系統(tǒng)組成框圖如下:



PCIe8586接口定義和機(jī)械安裝尺寸,詳見《PCIe8582(8586)產(chǎn)品手冊》 

四、功能

1.軟件環(huán)境

根據(jù)實(shí)際需要安裝相關(guān)的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境,例如 Microsoft Visual Studio、NI LabVIEW 等實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件功能 。 ArtDAQ(高速數(shù)字化儀開發(fā)套件為ArtScope),是北京阿爾泰科技發(fā)展有限公司采集設(shè)備的驅(qū)動程序及開發(fā)套件,輔助客戶實(shí)現(xiàn)從簡單到復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集任務(wù),**快速的搭建測試系統(tǒng)。該開發(fā)套件包括以下幾個部分,設(shè)備管理配置軟件(Device Management&Configuration Tool,DMC)、驅(qū)動文件、開發(fā)庫、開發(fā)例程、幫助文檔等。

2.功能概述

? 8 通道單端同步模擬輸入

? 采樣率高達(dá)100MHz

? 16 位高分辨率 ADC

? 模擬輸入帶寬*高達(dá) 50M

? 板載 2GB 內(nèi)存

? 可編程輸入電壓量程范圍±1V 或±5V

? SMB-1 路 PFI 程控配置接口(即數(shù)字觸發(fā) PFI 輸入、觸發(fā)輸出端)

? 全自動校準(zhǔn)

? 支持連續(xù)采樣和有限點(diǎn)采樣

? 通過系統(tǒng)同步觸發(fā)總線接口實(shí)現(xiàn)多模塊之間同步

   工控機(jī)后的開口引出四槽的PCIe-8586共4*8=32路信號輸入接口。

 3.系統(tǒng)框圖

4.環(huán)境適應(yīng)性

  工作環(huán)境

  工作溫度范圍:0℃ ~ 50℃

  存儲環(huán)境、存儲溫度范圍:-20℃ ~ +70℃

五、系統(tǒng)組成:


產(chǎn)品

型號

數(shù)量

備注

同步采集部分

數(shù)字化儀PCIe卡

PCIe-8586

4


計(jì)算機(jī)部分

主板

支持4槽PCIe X8

1


CPU

>2.0G

1


內(nèi)存

DDR4-16G

1


機(jī)械硬盤

 2T容量

1


機(jī)箱

工控4U機(jī)箱

1


電源

ATX850電源

1


鍵盤、鼠標(biāo)、顯示

常規(guī)

1


六、方案優(yōu)點(diǎn)

1.成熟的板卡功能,能快速的和工控機(jī)以及主板等搭建穩(wěn)定的高速采集系統(tǒng);

2.基于PCIe經(jīng)濟(jì)而又高速的總線系統(tǒng);

3.利用靈活易用的驅(qū)動和開發(fā)軟件,客戶快速開發(fā)穩(wěn)定的應(yīng)用軟件;

4.用戶如果有個性化定制要求,阿爾泰提供在成熟方案上的定制化服務(wù)。

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