[發明專利]基于NAND的多通道信號采集系統

無效

• 申請號: 200910087849.6
• 申請日: 2009-06-24
• 公開（公告）號: CN101587499A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 謝民;高梅國;張雄奎;方秋均;李先楚;雷磊;劉國滿;侯文才
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F17/40
• 分類號: G06F17/40;G06F15/00;G05B19/04;G11C11/34
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

1.一種基于NAND的多通道高速大容量信號采集系統，其特征在于：包括1個時鐘模塊、2個雙通道高速數據采集模塊、8個NAND存儲模塊、1個轉存模塊、1個二次底板模塊、1個主控模塊和1個客戶端模塊，其中：

時鐘模塊接收外輸入參考時鐘產生雙通道高速數據采集模塊所需的采樣時鐘，并根據主控模塊的設置產生雙通道高速數據采集模塊所需的波門信號；為了控制多通道采集的同步性，時鐘模塊還為兩個雙通道高速數據采集模塊提供同步復位信號；

雙通道高速數據采集模塊負責根據時鐘模塊提供的采樣時鐘和波門信號，對接收到的寬帶模擬信號進行采集，并根據主控模塊設置的參數對采樣到的數據進行打包，而后發送給NAND存儲模塊；

NAND存儲模塊接收來自雙通道高速數據采集模塊輸出的數據，根據主控模塊設置的參數對接收到的數據進行實時存儲；

轉存模塊負責將多個NAND存儲模塊的數據讀出，完成數據的拼接和整理，并通過千兆以太網接口輸出給客戶端模塊；

二次底板模塊負責提供雙通道高速數據采集模塊、NAND存儲模塊、轉存模塊、時鐘模塊之間的物理連接；

主控模塊負責對上述功能模塊的管理和控制，包括采集參數的設置、采集啟動和停止、采集數據的觀測、數據擦除以及數據轉存；主控模塊與時鐘模塊、雙通道高速數據采集模塊、高速大容量存儲模塊以及轉存模塊的通信不經過二次底板模塊，而是使用PCI總線進行通信；

客戶端模塊和主控模塊相配合，負責接收轉存模塊通過千兆以太網發送來的數據，按指定的文件大小進行數據存儲，并保存相關采集信息。

2.根據權利要求1所述的一種基于NAND的多通道高速大容量信號采集系統，其特征在于：系統上電后首先自動進行多通道同步流程，然后進入等待狀態，用戶可在此時輸入相關參數并執行采集存儲、數據轉存命令；執行命令時，主控模塊首先會自動根據用戶輸入的參數產生命令字，并將命令字下傳至各相關模塊，系統進入相應命令狀態；操作結束時，系統會自動跳回等待命令狀態，從而為下一次操作做好準備；

當執行數據采集存儲命令時：

主控模塊將采集時長參數下達至時鐘模塊，將數據位寬下達至雙通道高速數據采集模塊，將地址參數下達至NAND存儲模塊；

主控模塊將NAND存儲模塊置于采集狀態，控制時鐘模塊進入采集并產生指定采集時長的采集波門信號；

雙通道高速數據采集模塊根據時鐘模塊輸出的采集波門信號將中頻模擬信號轉換為數字信號，根據主控模塊設置的數據位寬參數對數據打包，發送給NAND存儲模塊；

NAND存儲模塊接收雙通道高速數據采集模塊發送過來的數據包，根據主控模塊設置的地址參數生成命令包，發送給NAND存儲模塊上的NAND控制器，并由它將數據寫入NAND存儲體；

采集結束時，主控模塊將本次采集的相關信號以數據記錄的方式保存；

當執行數據轉存命令時：

設置客戶端模塊，使之處于接收等待狀態；

主控模塊將指定轉存記錄的轉存起始/結束地址位信息下達至NAND存儲模塊，將數據位寬信息下達至轉存模塊后，將NAND存儲模塊置于數據轉存狀態，而后啟動轉存模塊開始轉存；

轉存模塊向NAND存儲模塊發出請求數據信號；

NAND存儲模塊接收到該請求數據信號后，讀取指定地址的數據，打包發送給轉存模塊；

轉存模塊根據主機板提供的數據位寬信息對接收到的數據包進行拼接和整理，而后通過千兆以太網輸出至客戶端模塊；

客戶端模塊根據設置的文件大小，對接收的數據按通道進行保存；

當NAND存儲模塊轉存的地址達到結束地址時，NAND存儲模塊自動結束轉存。

3.根據權利要求1所述的一種基于NAND的多通道高速大容量信號采集系統，其特征在于：為了實現板間多通道的同步，上電后，兩塊雙通道高速數據采集板各自完成關閉時鐘、復位ADC芯片、復位DEMUX、計數等待若干周期后釋放DEMUX復位信號、釋放ADC芯片復位操作，而后等待時鐘模塊提供的時鐘使能信號來同時開啟4路通道的采樣時鐘，由于在硬件設計上保證了時鐘使能信號到兩板的走線延遲的一致性，而且兩塊雙通道高速數據采集板上器件、FPGA程序完全相同，從而保證板間通道的采樣點相位一致。

4.根據權利要求1所述的一種基于NAND的多通道高速大容量信號采集系統，其特征在于：為了保證采樣波門信號、時鐘使能信號與采樣時鐘的相位關系固定，采樣波門信號、時鐘使能信號均由時鐘模塊提供，由與采樣時鐘同源的低頻時鐘同步之后輸出。