[发明专利]一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集模块

权利要求书

1.一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集模块，其特征是：所述模块包括：多个通道间隔离的模拟信号通道、数据缓存区、可编程逻辑FPGA、时钟系统、PCIe接口和数据传输接口；

所述多个通道间隔离的模拟信号通道输出隔离信号至可编程逻辑FPGA，可编程逻辑FPGA分别连接数据缓存区和时钟系统，可编程逻辑FPGA连接PCIe接口，所述PCIe接口连接数据传输接口；

所述多个通道间隔离的模拟信号通道包括信号调理电路、模数转换电路和信号隔离单元，信号隔离单元采用独立的板对板连接器，每个通道的信号调理电路分别通过独立的板对板连接器与模数转换电路连接，板对板连接器负责为信号调理电路提供隔离电源和传输开关控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集模块，其特征是：所述可编程逻辑FPGA包括采集控制单元、数字信号处理单元、存储控制单元和PCIe模块；

所述采集控制单元控制采集多个通道间隔离的模拟信号通道的模拟信号，并将信号传输至所述数字信号处理单元和存储控制单元，所述数字信号处理单元和存储控制单元进行数据交互，所述所述数字信号处理单元和存储控制单元信号输出端均与PCIe模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集模块，其特征是：

数据缓存区采用高速缓存单元，通过将DDR3L芯片分组用于存储不同通道的波形数据，每个数据采集通道的存储深度支持在一定采样速率下存储一定时间长度的波形数据；

可编程逻辑FPGA通过从PCIe接口接收来自主控制器的数据读取命令，通过PCIe接口将数据缓存区的存储数据通过PCIe链路发送给主控制器。

4.根据权利要求3所述的一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集模块，其特征是：

模数转换电路由可编程逻辑FPGA通过信号隔离单元发送的SPI配置信号实现采样率、分辨率工作参数的配置，并通过信号隔离单元将采样数据信号和数据接收时钟发送给可编程逻辑FPGA,通过同步控制信号，可编程逻辑可以控制多个通道的同步数据采集。

5.根据权利要求4所述的一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集模块，其特征是：通过电流钳上的钳式传感器、热电偶和加速度传感器分别实现不同功能的测量,包括电压、电流、温度、应变力和加速度测量。

6.根据权利要求5所述的一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集模块，其特征是：各部分隔离度为500V；通过N个最高支持200MSa/s采样速率的高速模数转换电路实现对N个通道的模拟信号的模数转换。

7.根据权利要求6所述的一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集模块，其特征是：时钟系统由两片锁相环构成，一片锁相环为可编程逻辑FPGA和多组DDR3L存储器提供工作时钟，另一片锁相环为多个通道的模数转换电路提供多路同源采样时钟，同时锁相环具备时钟源切换功能，根据数据采集模块工作需求可配置使用模块上的晶振时钟或者来自PXIe背板的高精度差分时钟。

8.一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：

通过多个通道间隔离的模拟信号通道连接待测端口，分别通过信号调理和模数转换的操作，将端口信号转换生成模拟量信号；

通过可编程逻辑FPGA对输出的模拟量信号进行信号处理和存储的操作，通过PCIe接口将处理好的信号输出至数据传输接口；

在可编程逻辑FPGA做相应的片上数字信号处理，存入DDR中，主控制器通过PXIe总线够读取DDR中存储的数据；主控制器通过访问FPGA中的寄存器配置，实现各个通道的不同测量功能的配置。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求8所述的一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集方法。

10.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行根据权利要求8所述的一种支持多种采集功能的多通道之间隔离的PXIe数据采集方法。