基于SOPC的數據采集系統設計

2．1 AD轉換芯片
AD轉換器采用MAXIM公司的MAXIM1308芯片，它是12位模數轉換器(ADC)提供8個(gè)獨立輸入通道，獨立的采樣保持(T／H)電路為每個(gè)通道提供同時(shí)采樣，提供+5V輸入范圍，20MHz、12位雙向并行數據總線(xiàn)用來(lái)提供轉換結果，并可接受數字輸入來(lái)單獨配置每一通道的開(kāi)啟和關(guān)閉。
2．2 FLASH存儲器
FLASH存儲器芯片采用8片三星公司的K9XXG08UXA系列的NAND Flash存儲器，該存儲器是按頁(yè)進(jìn)行讀寫(xiě)按塊擦除，通過(guò)I／O管腳分時(shí)復用發(fā)送命令／地址／數據。每片的存儲容量為512MB。存儲過(guò)程使用流水線(xiàn)方式對數據進(jìn)行存儲。
2．3 FPGA配置電路
Xilinx公司的FPGA器件是基于SRAM的內部結構，掉電后FPGA的內部邏輯丟失，因此外部需要一個(gè)配置芯片在每次上電時(shí)可以將配置數據加載到FPGA器件的內部SRAM中。配置芯片采用的是XCF04系列PROM串行配置芯片。當系統上電時(shí)，芯片以主動(dòng)配置方式來(lái)實(shí)現系統中FPGA的硬
件配置。通過(guò)高速的串行接口，整個(gè)芯片的配置工作可以在很短的時(shí)間內完成。
2．4 系統電源模塊
電源模塊的設計不僅需要為器件提供各種高性能的功率輸出，還要包括選擇合適的旁路、去耦電容，以濾除各種干擾信號，保證系統的穩定工作。Xilinx公司Spartan-3E XC3S500E FPGA需要三種電壓供電才能正常工作：VCCAUX：1．2V±5％，VCCAUX：2．5V±5％，VCCO：3．3V±5％。利用TI公司TPS75003芯片加上必要的外圍電路作為該系統的完整的電源解決方案。
2．5 USB接口芯片
USB芯片使用由FTDI公司推出的FT245R，該芯片主要完成USB串行總線(xiàn)和8位并行FIFO接口之間的相互協(xié)議轉換。整個(gè)USB通信協(xié)議全部由芯片自動(dòng)完成，無(wú)須考慮底層固件的編程。該芯片可以使用內部集成的時(shí)鐘電路進(jìn)行工作，也可以使用外部晶振，本系統中使用外部晶振。完全兼容USB2．0協(xié)議。它有256字節的接收緩沖區和128個(gè)發(fā)送緩沖區，可以進(jìn)行數據的大吞吐量操作。通過(guò)8位并行數據口D[0：7]和4位讀寫(xiě)狀態(tài)／控制口RXF、TXE、RD、WR就可實(shí)現與微控制器的數據交換。