數(shù)據(jù)采集卡

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數(shù)據(jù)采集是指對設備被測的模擬或數(shù)字信號，自動采集并送到上位機中進行分析、處理。另外，邏輯分析儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡分析儀等也屬于超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)范疇。數(shù)據(jù)采集卡，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的計算機擴展卡，可以通過USB、PXI、PCI、PCI Express、火線（1394）、PCMCIA、ISA、Compact Flash、485、232、以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡等總線接入計算機。

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數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)傳輸方式

數(shù)據(jù)傳輸方式是指數(shù)據(jù)采集卡將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給計算機的方式。數(shù)據(jù)采集卡的制造廠商附件中都會提供相應的動態(tài)鏈接庫文件（DLL）和相應的函數(shù)及應用方法，并給出常用語言的例程。一般數(shù)據(jù)采集卡有三種方式傳輸?shù)接嬎銠C。

（1）軟件讀取   計算機通過軟件對每一次AD采樣發(fā)出命令，等待采樣結束，然后讀取采樣結果。這種方式數(shù)據(jù)傳輸速度較慢，占用計算機資源較多，在計算機全速運行的模式下一般可達30Kbit/s。高速數(shù)據(jù)采集卡總線接口形式一般有：PCIExpress、compactPCI、PXI、PXIExpress、VPX、USB等。但這種方式編程簡單，對于采樣速度要求不高（<10000K/s）和計算機負荷不重的情況下通常采用這種方式。

（2）中斷方式   計算機采用中斷方式接收數(shù)據(jù)采集卡的采集結果。這種方式計算機的資源較少，是一種搞笑的數(shù)據(jù)傳輸方式，適合高速連續(xù)的數(shù)據(jù)采集和處理。因為高速數(shù)據(jù)采集卡的采樣頻率接近一些儀器的工作頻率，所以也歸類為儀器的范疇，叫數(shù)字化儀（Digitizer）。不是所有的數(shù)據(jù)采集卡都具有中斷傳輸?shù)墓δ?，這一點在主句采集卡選型的時候一定要注意，有些數(shù)據(jù)采集卡標稱具有中斷傳輸功能，但并不可靠，甚至無法使用。一般要具有中斷傳輸功能并可靠的工作，數(shù)據(jù)采集卡設計有FIFO是必要的，沒有FIFO的數(shù)據(jù)采集卡很難保證中斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?

（3）DMA方式   采集卡與計算機之間實現(xiàn)儲存器的直接數(shù)據(jù)存取，這種方式在實際應用中不多。

數(shù)據(jù)傳輸方式很大程度上決定了數(shù)據(jù)采集的速度，標稱的速度是數(shù)據(jù)采集卡能夠達到的較大采樣速度，如果不使用恰當?shù)膫鬏敺绞?，通常是達不到標稱采樣速度的。

數(shù)據(jù)采集的目的

數(shù)據(jù)采集的目的是為了測量電壓、電流、溫度、壓力或聲音等物理現(xiàn)象?；赑C的數(shù)據(jù)采集，通過模塊化硬件、應用軟件和計算機的結合，進行測量。數(shù)據(jù)采集卡，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的計算機擴展卡，可以通過USB、PXI、PCI、PCIExpress、火線（1394）、PCMCIA、ISA、CompactFlash、485、232、以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡等總線接入計算機。盡管數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)不同的應用需求有不同的定義，但各個系統(tǒng)采集、分析和顯示信息的目的卻都相同。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整合了信號、傳感器、激勵器、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集設備和應用軟件。

高速數(shù)據(jù)采集卡之FMC子板

在高速數(shù)據(jù)采集領域，F(xiàn)PGA因靈活性和可擴展性為連接不同的外部I/O提供了必要的條件。但如果不是統(tǒng)一的io標準，則會造成連接器和子板種類眾多，接口中不統(tǒng)一，重復設計的局面。采樣率：非常關鍵的指標，如果是包含直流分量的信號，采樣率的選擇一般是信號頻率的8倍以上。為了避免這些問題，之前的設計一般遵循PMC和XMC標準，但因這些標準多年前制訂，而且主要針對單板計算機之類的解決方案，而不是FPGA，故而需要一種針對FPGA的子板標準，這種規(guī)范被叫FMC規(guī)范。