基于AT91SAM9G10（AT91SAM9261）与FPGA的高精度数据采集系统

                                                                                                          图<一>   数据采集系统正面图 

                                                                                                        图 <二>数据采集系统背面图

         本数据采集系统是基于ARM9和FPGA通信实现的采集系统。系统由12bit高精度的AD574作为数据采样输入。采样触发电平可以远程设置。数据通过AD采样，然后存储到与FPGA相连接的SDRAM中。在采样完成后，将SDRAM里面的数据保存到通fpga接口的128M的nandflash中去。同事保存的数据可以通过USB控制芯片FT232将nandflash里面的数据读取出来。在fpga EP2C20中，内建一个64K 16bit宽的FIFO，通过控制器将SDRAM里面的数据，压进FIFO。FIFO的外部接口通ARM9 AT91SAM9G10接口。通过EBI接口中的SMC控制器，控制对ＦＰＧＡ中的ＳＲＡＭ进行大量数据的读写。本系统要求一次性能读出８Ｍ的数据。系统设计保证能读取３２Ｍ数据。读取到ＡＲＭ中的数据会保存在ＳＤＲＡＭ中。同时会将数据通过USB WIFI传输到远端的PC机上去。

         其中本系统的重点应该是，FPGA和ARM9通信过程中的驱动设计。硬件设计过程中考虑的是 NWR 、NRD、 NCS0、AD2~AD9、D0~D15。在驱动设计过程中，肯能会遇到总线挂起的问题。遇到这类型的问题，首先考虑的是上电顺序问题。如果特别是完成了FPGA中代码设计后，讲FPGA代码下载到ram中，需要是上电下载。这个过程可能导致的，总线挂起。我首先想到的解决问题就是上单顺序的问题。我割掉了板子上面的核心板的供电。结果问题还是没有解决。最后发现两个问题，第一是总线总的数据总线设计问题。对于数据总线应该是可控的模式，在写有效的过程才能输出电平。平时应该为三态。解决完这个问题后，后面还是存在。最后发现ＮＣＳ０　必须应用。用于保证总线时序正确。

        大量数据的读取，本系统设计由于是数据采集系统。所以存在大量数据读写的问题。本来考虑的是连续读写的，结果发现地址偏移和系统偏移都麻烦。最后决定设计过程中改为ＦＩＦＯ做数据缓冲。本思路应用起来相当方便，类似在系统中建立了一个数据管道。ｓｄｒａｍ能存储多达的数据，这边就能读出多达的数据。使用非常方便。

        将大量数据写到ＡＲＭ９的ｌｉｎｕｘ系统的动态内存中，ｌｉｎｕｘ内核使用的是ｌｉｎｕｘ－２．６．３０，然后ｕ－ｂｏｏｔ使用的是　ｕ－ｂｏｏｔ１.３.４文件系统使用的是ｙａｆｆｓ２。将驱动和应用写进去，通过动态内存分配的方式，分配8M大小的空间，将数据读写出来。最后通过USBwifi传送出去。本系统用于多点远程数高精度数据采集。AD可以换成16bit。