[发明专利]一种数据采集回放系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据采集处理回放技术领域，是一种高速大容量数据采集回放系统。

背景技术

数据采集是获取信息的一种重要途径，在很多不同的场合都有应用。现有数据采集系统有的插在计算机PCI插槽中，缺乏移动性不能实现热插拔。有的基于FPGA和USB总线的采集系统，采集系统自身缺乏存储装置，离开计算机无法实现数据永久存储。现有采集系统一般只能采集单一的数字信号或模拟信号，而有的情况下需要同时采集数字信号和模拟信号。现有采集系统采样时钟固定缺乏灵活性，另外数据采集往往与数据回放联系在一起，现有的采集系统缺乏将采集到的数据回放出去的功能。

发明内容

本发明的目的是解决公开技术存在的技术问题，为此提供一种高速大容量数据采集回放系统。

为实现上述目的，本发明提供的数据采集回放系统的技术方案包括USB总线数据传输处理模块、数据采集模块、存储模块、控制显示模块、数据播放模块和现场可编程阵列模块，其中USB总线数据传输处理模块用于处理USB总线协议，并实现和计算机之间的双向数据传输；数据采集模块中包含模数转换器，实现将输入采集信号转换为数字信号的功能；数据采集模块接收外部输入的数字信号和模拟信号，转换为数字信号后，作为所述系统的输入信号提供给现场可编程阵列模块；存储模块用于存储所述系统的数据，包含存储设备有同步动态随机存储器、CF存储卡和硬盘；采集数据时存储模块存储从现场可编程阵列模块传送到存储模块中的数据，播放数据时存储模块传送存储的数据给现场可编程阵列模块；控制显示模块包含按钮开关和指示灯及数码管，用于控制所述系统工作模式，显示所述系统工作状态；数据播放模块中包含数模转换器，实现将存储的数据播放出去的功能；数据播放模块接收现场可编程阵列模块传输来的数字信号，按需要进行模数转换后输出；现场可编程逻辑阵列模块为所述系统的中心，USB总线数据传输处理模块、数据采集模块、存储模块、控制显示模块和数据播放模块都挂在现场可编程阵列模块上，现场可编程阵列模块控制USB总线数据传输处理模块、数据采集模块、存储模块、控制显示模块和数据播放模块的工作方式，实现不同宽度、不同时钟频率数据转换。

优选地：数据采集和播放时可以由现场可编程阵列模块配置产生信号的采样时钟，或由外部输入信号的采样时钟。

优选地：数据采集模块采集到信号后，现场可编程阵列模块能对信号进行解调、滤波、压缩的操作，然后再发送给存储模块存储；数据播放前，现场可编程阵列模块能对信号进行调制、滤波、解压操作，然后发送给数据播放模块输出。

优选地：存储模块中含有不同读写速度的存储设备，高速同步动态存储器在采集高速数据时用于缓存数据，大量的数据可以存储在硬盘中，实现低功耗的数据永久存储时，采用CF卡存储数据。

优选地：所述系统主要工作模式有：

1)空闲模式；

2)采集模式，所述系统采集外部输入信号；

3)播放模式，所述系统将采集到的数据播放出去；

4)与计算机传输数据模式，所述系统将采集的数据传输到计算机，或将计算机上的数据传输到所述系统。

优选地：通过系统的控制显示模块能控制所述系统工作模式；数据采集模块能启动数据采集，数据播放模块能启动数据播放；通过USB总线，计算机能控制所述系统工作模式，这几种控制方式根据不同优先级控制所述系统工作方式。

优选地：所述系统各个部分数据具有不同的时钟频率，存储模块工作频率为几百兆赫兹，采集回放的数据频率为几兆赫兹到几百兆赫兹，USB总线数据传输速率为几十兆赫兹，这些跨越不同时钟频率数据传输采用异步先进先出数据缓存器FIFO实现。

本发明的有益效果是：为了解决当前数据采集系统离开计算机无法正常工作，缺乏数据回放功能，同时为了实现高速信号采集与回放，实现大容量数据存储，提供一种高速大容量数据采集回放系统，系统能采集回放高达85Mbps的数据流，存储容量能达到500G以上。所述系统具有能采集数字信号和模拟信号的能力，数据采样和播放的时钟可以灵活配置。

1.本系统自身功能完备，具备USB总线数据传输处理模块、数据采集模块、存储模块、控制显示模块、数据播放模块和现场可编程阵列FPGA模块。能完全脱离计算机工作，这扩展了系统的使用范围。

2.本系统能够能同时采集和播放数字信号和模拟信号，数据采集和播放的时钟能够灵活选择外部输入或是由FPGA模块配置产生。