[發明專利]基于數據采集系統的ARM主控板

在審

• 申請號: 202010318231.2
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111694781A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 邢優勝
• 申請（專利權）人: 恒信大友（北京）科技有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F13/28;G06F15/78
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 王慶彬

本發明公開了一種基于數據采集系統的ARM主控板，包括硬件層、系統層、應用層；所述硬件層包括ARM最小系統、以及外設接口；所述系統層包括嵌入式Linux系統與PCIE數據采集卡驅動程序；所述ARM最小系統設有PCIE接口與DDR控制器，通過PCIE總線訪問高速緩存模塊的數據，在所述DDR控制器的控制下，將高速緩存模塊的數據傳輸至Linux系統內核，通過PCIE數據采集卡驅動程序的文件操作接口將數據由Linux系統內核輸出。該ARM主控板不僅限于應用于多通道動態特征測試儀中，采用硬件層、系統層、應用層三層設計方式，采用ARM最小系統并支持與PCIE接口，結構設計簡單，提高了數據采集和處理的速度與精度，降低系統的功耗。

技術領域

本發明涉及數據采集系統技術領域，具體涉及一種基于數據采集系統的ARM主控板。

背景技術

針對地面共振試驗及顫振試飛試驗中航空發動機、機翼等部件熱模態參數的高精度和顫振邊界準確預測應用需求，需要研發多通道動態特征測試儀。而測試儀數據采集系統的關鍵部件之一為其ARM主控板的設計，其直接影響數據采集和處理的速度。

該測試儀數據采集系統的ARM主控板芯片需要在代碼的控制下讀取串口傳來的數據并進行檢錯。另一方面，GPS坐標采集的飛行狀態數據需要經過打包封裝成數據幀，及時反饋至上位機進行分析。同時，ARM主控板上還需要加裝有視頻數據采集模塊，利用機載ARM主控板提取攝像頭數據，并將獲得的圖像信息進行壓縮編碼，并回傳至PC端地面控制平臺，通過PC端地面控制平臺進行顯示。同時，ARM主控板一般還需要通過編程設計在PC端搭建地面控制平臺，并通過可視化的地圖界面來顯示各類飛行狀態信息、圖像視頻信息等。而系統的工作頻率在很大程度上決定了ARM微處理器的處理能力，但現有的ARM主控板往往性能較低，不足以滿足地面共振試驗及顫振試飛試驗中航空發動機、機翼等部件熱模態參數的高精度和顫振邊界準確預測應用需求。因此，需要設計一款集USB、UART、IIS接口、LCD控制器、鍵盤接口、RTC、ADC和DAC、DSP協處理器等基本功能的高性能、低功耗的ARM主控板，以提高系統的可靠性，簡化系統的設計。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于數據采集系統的ARM主控板，以提高數據采集和處理的速度與精度，降低系統的功耗。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于數據采集系統的ARM主控板，包括硬件層、系統層、應用層；所述硬件層包括ARM最小系統、以及外設接口；所述系統層包括嵌入式Linux系統與PCIE數據采集卡驅動程序；所述ARM最小系統設有PCIE接口與DDR控制器，通過PCIE總線訪問高速緩存模塊的數據，在所述DDR控制器的控制下，將高速緩存模塊的數據傳輸至Linux系統內核，通過所述PCIE數據采集卡驅動程序的文件操作接口將數據由Linux系統內核輸出。

優選的，所述外設接口包括以太網模塊、播放單元內部接口模塊、預留模塊、調試用接口模塊。

優選的，所述ARM最小系統采用i.MX6四核ARM處理器，還集成有MII接口、USB-OTG接口、uSDHC2存儲接口、UART0接口、HDMI接口、USB host、GPIO(PWM)接口、I2C接口、LVDS接口、I2S音頻接口、ECSPI接口、uSDHC1存儲接口。

優選的，所述播放單元內部接口模塊包括高壓背光屏幕指示燈，光感、溫感、按鍵ADC，LCD屏幕，音頻編碼器；所述高壓背光屏幕指示燈接所述GPIO(PWM)接口，輸出GPIO(PWM)三電平脈沖控制高壓背光屏幕指示燈亮滅；所述光感、溫感、按鍵ADC接所述I2C接口，采集光感、溫感、按鍵ADC的信息；所述LCD屏幕連接所述LVDS接口，所述音頻編碼器連接所述I2S音頻接口；

所述預留模塊包括預留HDMI接口、預留USB接口，所述預留HDMI接口連接所述HDMI接口，所述預留USB接口連接所述USB host接口；