[发明专利]基于AVALON总线的多通道模拟量实时采集与缓存方法

摘要

基于AVALON总线的多通道模拟量实时采集与缓存方法，属于模拟量实时采集与缓存技术领域。本发明是为了解决基于SPI接口单通道AD芯片实现面对多通道信号采集过程中，控制过程繁琐容易出现程序漏洞的问题。本发明所述方法利用AVALON总线资源，构建符合AVALON总线的主端口，以AVALON总线为内部互联总线，利用AVALON总线及其线上扩展资源可以做到结构清晰，极大地缩短开发周期，简化控制过程，进而减少漏洞出现。此外，FPGA自身的微处理器Nios II也可以通过AVALON总线与线上所有逻辑模块进行数据交互和控制。

主权项

基于AVALON总线的多通道模拟量实时采集与缓存方法，其特征在于，该方法是基于AVALON总线的多通道模拟量实时采集与缓存系统实现，该系统内嵌在FPGA中，它包括：32路模拟量实时采集与控制模块(1)、AD当前值寄存器模块(2)、FIFO模块(3)、时间间隔控制模块(4)、AD当前值至FIFO控制模块(5)、AD的主SPI模块(6)和模拟开关的主SPI模块(7)，上述模块均挂接在AVALON总线上；该方法包括：模拟量实时采集方法和模拟量实时缓存方法；模拟量实时采集方法，包括以下步骤：FPGA中的32路模拟量实时采集与控制模块(1)向模拟开关的主SPI模块(7)的发送寄存器写入数据，所述模拟开关的主SPI模块(7)开启模拟开关的其中一路通道；FPGA中的32路模拟量实时采集与控制模块(1)发出AD的主SPI发送寄存器地址，并向AD的主SPI模块(6)写入数据，启动AD转换芯片，对输入AD转换芯片的模拟信号进行AD转换；FPGA中的32路模拟量实时采集与控制模块(1)发出AD的主SPI接收寄存器地址，并发出读使能信号；FPGA中的32路模拟量实时采集与控制模块(1)读取AD转换芯片获得的AD转换值；FPGA中的32路模拟量实时采集与控制模块(1)发出当前模拟开关开通通道的当前寄存器地址，并将读取的AD转换值写入该当前寄存器中，完成一路通道的模拟量采集；FPGA中的32路模拟量实时采集与控制模块(1)对模拟开关的主SPI模块(7)中发送寄存器的写入数据进行更新，重复上述模拟量实时采集方法进行下一路通道的模拟量采集；模拟量实时缓存方法，包括以下步骤：FPGA中的AD当前值至FIFO控制模块(5)发出FIFO的状态寄存器地址；FPGA中的AD当前值至FIFO控制模块(5)从AD当前值寄存器模块(2)中读取数据；FPGA中的AD当前值至FIFO控制模块(5)发出FIFO模块(3)的数据寄存器地址，并将数据写入FIFO模块(3)的数据寄存器中；FPGA中的AD当前值至FIFO控制模块(5)读取FIFO模块(3)的状态寄存器，判断FIFO是否满，若是则停止向FIFO模块(3)写数据；否则重复上述模拟量实时缓存方法，继续向FIFO模块(3)写数据；FIFO模块(3)将数据写入外部存储设备，完成当前模拟量的缓存；时间间隔控制模块(4)用于控制32路模拟量实时采集与控制模块(1)采集模拟信号的时间间隔。