基于FPGA的高速数据采样存储系统的设计与实现

admin · 发表于 2024-1-21 13:16:32

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数据采集技术是现代信号处理的基础，广泛应用于软件无线电等领域。随着信息科学的飞速发展，数据采集的采样率和精度也不断提高，人们对数据采集处理系统的要求也越来越高。FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）由于其设计的灵活性、可重构性及并行处理能力，在高速数据采集系统中得到广泛的应用。本课题分析了基于带通采样技术的多频GNSS（Global Navigation Satellite System,全球导航卫星系统）接收机射频前端结构，并在其基础上，根据数据吞吐量要求与软件接收机捕获程序的参数要求，制定了高速数据采集存储传输系统的设计方案。本系统选用高速模数转换器ADC08D500对前端数据进行采样量化，量化数据通过LVDS接口输入FPGA内部再对量化数据进行预处理后使用千兆以太网完成数据的传输，上位机使用基于WinPcap的程序对网络数据包进行捕获和存储。FPGA内部数据预处理包括对采样数据的分路滤波与抽取处理。整个系统包括硬件设计和软件设计两个部分。其中硬件设计包括元件的选取、电路板图设计；软件程序设计主要包括FPGA片内逻辑的实现，即使用Verilog HDL硬件描述语言完成各个模块的功能，并通过在线调试工具ChipScope进行功能验证。最后搭建整个数据采集系统，并通过对L1/L2/L5三个频点的GPS信号捕获验证了系统的正确性。本文对GNSS多频高速数据采集系统的研究，为实现高性能多模多频GNSS接收机的算法研究分析提供了硬件平台和数据支持。

基于FPGA的高速数据采样存储系统的设计与实现

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