一、板卡概述

    高速采集和实时信号处理同在一个板卡，采用标准PCIE结构，遵循PCIE协议进行设计。模块主要由数字和模拟供电电路部分、时钟产生和分配、FPGA主控部分、高精度高速AD转换、DSP实时信号处理、对外接口等组成。同时DSP也可以出网络，支持单板工作模式。具体框图如下：

图1 高速采集和实时信号处理模块电路框图

        模块实时采集外部光电转换后的模拟信号，在FPGA和DSP内完成相应的算法，通过PCIE总线和以太网接口输出位置数据。         模拟信号预处理除了完成输入信号的阻抗匹配，还实现AD前端模拟信号的预处理和电平匹配。AD转换电路采用高精度100MHz、16位或14位分辨率转换芯片，完成四通道同步采集。实时信号处理采用浮点高性能DSP芯片实现。

1.1高速多通道采集硬件主要指标

图2 PCIe卡功能框图

图3 FMC子卡功能框图

1.2 数字硬件指标

1.  标准PCIE板卡 2.  支持PCI Express v1.1 v2.0标准 3.  支持8x PCIe，兼容1x、4x，理论带宽 高1.6GB 4.  板载1GB DDR3 SDRAM，64位800MHz，包含4片DDR3颗粒，用来完成数据缓存 5.  FPGA采用Xilinx XC7K160T-2FFG676I，工业级温度范围 6.  FPGA支持SPI加载模式 7.  DSP采用TMS320C6748，工业级温度范 8.  DSP外挂1Gb DDR2 SDRAM，256Mb Nor Flash 9.  板卡具有1路100M以太网口 10. 板卡具有4路16位100 MSPS ADC，支持外触发、支持外时钟 11. 板卡具有1个拨码开关用来控制模拟前端的输入幅度 12. 板卡具有1路RS485通讯接口 13. 板卡具有4个LED指示灯

1.3 AD指标

1.   AD芯片采用ADI的AD9653，4通道同步采集 2.    高125MSPS采样率，理论 高16位分辨率 3.  单端输入， 高2Vp-p，直流耦合 4.  支持外时钟输入 5.  支持外触发输入 6.  支持软件触发 7.  支持4路外触发输出

1.4操作系统

     工控机架构：可在WIN7（32位/64位）操作系统下运行，电路和配套驱动程序具备DMA传输功能。

二、主要芯片介绍

2.1 FPGA介绍       FPGA 选用XC7K160T-2FFG676I，性能指标如下：

2.2 DSP介绍

    DSP选用TMS320C6748，主要性能如下：

2.3 AD芯片介绍

    板卡采用1片ADC，具体型号为：AD9253BCPZ-105。兼容 AD9653芯片设计。 该ADC的主要特性有：

三、 软件内容

3.1 DSP接口测试软件

     1.  DSP的DDR2测试软件       2.  DSP的Nor Flash 擦写软件      3.  DSP与FPGA的EMIF通信      4.  DSP与FPGA的uPP通信      5.  DSP的网口、RS485接口通信      6.  DSP的Bootloader与加载程序

3.2 FPGA接口测试软件

 3.3 Windows程序

    1.  Windows程序用VisualC++编写。     2.  VisualC++ 程序开发版本为：Visual Stdio 2010。     3.  支持win7（32位与64位操作系统）。     4.  Windows程序提供驱动程序和D LL。