PCIe数据采集卡设计原理图：138-1路1Gsps AD 1路1Gsps DA高速采集存储回放设备

产品基于1Gsps的AD，1Gsps的DA 实现PCIe的数据采集、存储、回放功能。硬件包括FPGA采集播出卡、PCIe固态盘、超威服务器。

二、采集卡性能指标采集卡原理框图：

板卡功能

参数

内容

ADC

芯片型号

ADS5400（TI）

路数

1路ADC，

采样率

1Gsps

数据位

12bit

数字接口

DDR LVDS

模拟接口

Balun交流耦合

模拟输入

1Vpp

连接器

1路 SMA

输入阻抗

50Ω

模拟指标

有效位数：≥10.5

3dB带宽：≥60MHz

DAC

芯片型号

AD9739（ADI）

路数

1路DAC

转换率

1Gsps

数据位

12bit

数字接口

LVDS

模拟接口

Balun耦合

模拟输出

1Vpp

连接器

SMA

输出阻抗

50欧姆

模拟指标

时钟

PLL芯片

AD9516-1

板载晶振

10MHz 温补晶振VCXO

外输入时钟

默认10MHz，3.3V LVTTL电平

触发

路数

1路外输入

电平

3.3V LVTTL电平

FPGA

型号

XC7K325T-FGG900I可升级为XC7K410T

外部缓存

1路64bitDDR3，容量2GByte

加载方式

128Mbit@PC28F128MAP30

低速IO

8路LVTTLIO

PCIe

V2.0 PCIeX8;

软件

操作系统

windows 软件驱动， 定置linux 驱动

功能

触发采集、连续采集，硬盘存储，回放显示

板卡标准

PCIe规范

板卡尺寸

69mmx76.5mm/安装孔为2.7mm

板卡重量

（含散热片）1Kg

板卡供电

+12V@3A；30W

工作温度

Industrial -40℃到+85℃

三、超微工作站

主板

超微 X8DTG-QF 双路主板

机箱

超微SCE-747TQ-R1400B 4U 塔式 8盘位热插拔

电源

超微 1400W 1+1 冗余电源 80PLUS

CPU

INTEL 至强 E5680 3.33G 6核12线程

散热

超微原厂 纯铜散热风扇

硬盘

希捷1T SATA 企业级

运算卡

Nvidia Tesla K20 2496 CUDA单元

内存

三星 16G DDR3 1333 ECC REGS

键鼠

罗技 有线键鼠套装

显示器

UltraSharp U2412M 24英寸宽屏LED背光IPS液晶

四、 固态硬盘：PCI-E MCJ67M1T

※PCIE2.0Interface6Gb /sSATA+SAS HBAs, onboard8mSATA interfaceSATA3SSD. Supportupto2TBcapacity.

※Support RAID0;RAID1;RAIO10.Meet theneedsofavarietyofoccasions.

※Max 4000M/S Read and write speeds,For a variety of high-endapplications.

※Depending on the application, with different types ofSSD, convenientandflexible

※High reliability, to meet avarietyofindustrial applications.

五、软件功能界面介绍

整个软件可以分为如下四个功能区块：参数配置区、采集操作区、显示区、回放操作区。

图2.1 软件界面功能区块

5.1 参数配置区功能

图2.2 配置功能设置区

1)采样频率控件。

此控件设计成下拉菜单的形式，下拉菜单包括102.4m、409.6m、500m三个选项。409.6m和500m设置命令发送给1G AD采样卡。102.4m设置命令发送给时钟卡。

2)触发方式控件。

此控件设计成下拉菜单的形式，下拉菜单包括内触发和外触发。当1中设置成409.6m或500m的选项时，命令下发给1G AD采样卡。当1中设置成102.4m的选项时，命令下发给时钟卡。

3)时钟源控件，此控件设计成下拉菜单的形式，菜单包括内时钟和外时钟。此命令发送给时钟卡。

4)配置控件，点击此控件对AD进行配置，当采样频率设置成409.6m或500m时，命令发送给1G AD采集板，当采样频率设置成102.4m时，命令发送给时钟卡。

5.2发送功能介绍

图2.3 发送功能设置区

1)频率控件设计成填写方式，位宽占4个字节，单位10HZ。

2)射频衰减控件设计成下拉方式，下拉菜单包括2’b00：不衰减、2’b01：衰减 10dB、2’b10：衰减20dB、2’b11：衰减30dB，射频衰减占用一个字节的低2位。

3)模式识别控件设计成下拉菜单的形式，下拉菜单包括2’b00：常规模式、2’b01：低噪声模式，模式识别占用一个字节的2位。

4)中频衰减控件设计成填写方式，单位1dB，占用一个字节的低六位。

5)带宽选择控件设计成下拉菜单的方式，菜单包括2’b01：带宽3000kHz/500kHz、2’b10：带宽20mHz、2’b11：带宽40mHz。

6)发送控件用于当以上控件都设置完成之后，点击此控件，上位机以PCIE DMA的方式下发给板卡，DMA大小位8字节。

5.3采集操作区

图2.3 采集操作区

1)开始采集控件，当采样频率设置成409.6m或500m时，命令发送给1G AD采集板，当采样频率设置成102.4m时，命令发送给时钟卡。开始采集数据。

2)停止采集控件，当采样频率设置成409.6m或500m时，命令发送给1G AD采集板，当采样频率设置成102.4m时，命令发送给时钟卡。停止采集数据。

3)点击清除控件会清除板载内存的数据。

5.4显示区

图2.5 显示区

波形显示区。横坐标为播放文件的数据点序号，纵坐标为电压值。

5.5回放操作区

图2.5 回放操作区

1) 回放文件路径浏览按钮。浏览需要回放的文件，选择好文件后，文件路径会自动显示到按钮左侧的编辑框中。

2) 加载按钮。浏览路径完成后，点击加载按钮，程序加载待回放的文件到程序，等待播放。

3) 开始回放按钮。加载完文件后，点击开始回放按钮，开始回放。

4) 暂停回放按钮。根据实际情况，可以点击停止回放按钮，查看波形。

5) 快进按钮。根据实际需要，调节回放速度。

6) 振幅缩放按钮。根据实际需要，调节波形在显示区的振幅显示范围，便于波形查看。

7) “+”和“-”按钮。根据实际需要，调节波形在显示区的横轴显示范围，便于波形查看。