[发明专利]一种多通道脉冲信号的同步采集和传输系统

权利要求书

1.一种多通道脉冲信号的同步采集和传输系统，其特征在于，包括脉冲信号调理模块、并行ADC模块、信号处理模块，信号处理模块集成在FPGA内，并行ADC模块包括32通道ADC和FPGA接口，脉冲信号调理模块对输入差分信号低通滤波、缩放，完成信号调理，调理后的信号通过32通道ADC和FPGA接口，经过LVDS并串转换输出给FPGA，信号处理模块实现采样数据串并转换和数据处理。

2.如权利要求1所述的多通道脉冲信号的同步采集和传输系统，其特征在于，所述信号处理模块包括ADC采集模块、数字滤波器模块、数字比较器整形模块、数据压缩组帧模块、PCIe传输模块五个子模块，ADC采集模块对采样数据进行串并转换，数字滤波器模块滤波以滤除干扰信号；数字比较器整形模块阈值可配，完成波形整形；数据压缩组帧模块采用RLE压缩方法对整形后的数据进行压缩，并根据需要插入相对时标；PCIe传输模块由FPGA硬核实现，采用DMA方式传输32通道压缩后的数据到主机板，主机板负责将数据记录到硬盘。

3.如权利要求2所述的多通道脉冲信号的同步采集和传输系统，其特征在于，所述并行ADC模块包括4个高集成度ADC芯片，每个芯片集成8通道并行ADC，ADC芯片与FPGA之间选择串行接口；ADC芯片采用1-wire LVDS差分总线传输ADC数据，一个ADC芯片需要2根连线。

4.如权利要求3所述的多通道脉冲信号的同步采集和传输系统，其特征在于，所述数字滤波器模块采用7阶数FIR滤波器，该滤波器采用系数为1的窗函数。

5.如权利要求4所述的多通道脉冲信号的同步采集和传输系统，其特征在于，所述数字比较器整形模块包括带迟滞功能的数字比较器，阈值1-9V可调，步进精度是50mV。

6.如权利要求5所述的多通道脉冲信号的同步采集和传输系统，其特征在于，所述数据压缩组帧模块中采用RLE压缩方法对数据进行压缩时，把数据看成一个线性序列，线性数据序列组织方式分成两种情况：一种是连续的重复数据块，另一种是连续的不重复数据块；连续的重复数据采用一个字节表示数据块重复的次数，然后在这个数据重数属性字节后面存储对应的数据字节本身；对于连续不重复的数据序列，表示方法和连续的重复数据块序列的表示方法一样，前面的数据重数属性字节的内容为1；实际实现时，采用数据格式如下：

其中，采样数据是ADC芯片获取的数据，用补码表示，单个字段重复次数的范围是0x1～0x7fff。

7.如权利要求6所述的多通道脉冲信号的同步采集和传输系统，其特征在于，所述PCIe传输模块与采样压缩后的数据之间采用FIFO缓冲隔离，数据经过压缩后存储到FIFO里，每个通道对应独立的FIFO，32通道设计32个不同地址的FIFO实现数据的缓存，当压缩数据达到1MB后，PCIe模块发送中断消息给主机板，提示主机板读取对应地址的FIFO。

8.如权利要求7所述的多通道脉冲信号的同步采集和传输系统，其特征在于，所述数据传到主机板后，分别利用读进程和写进程将数据写入固态硬盘中，供后续地面平台解析处理。