Sistema de adquisición de datos en tiempo real de múltiples canales basado en FPGA
Autores: Choi, Soyeon; Yang, Heehun; Noh, Yunjin; Kim, Giyoung; Kwon, Eunsang; Yoo, Hoyoung
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Sistema de adquisición de datos en tiempo real de múltiples canales basado en FPGA
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistemas de adquisición de datos
Señales analógicas
Conversión digital
Procesamiento de señales
Sistemas multicanal
ADCs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de adquisición de datos que reciben señales analógicas, las convierten en digitales y realizan procesamiento de señales se utilizan en una variedad de sistemas que utilizan acústica, radar, sonar, localización interior y navegación. Los sistemas anteriores, como el NI USRP-RIO, son costosos de construir, y el número de señales que un solo dispositivo puede recibir está limitado entre dos y cuatro. Para recibir más canales de señales, se han propuesto sistemas de adquisición de datos multicanal que utilizan ADC que operan a decenas de MSPS. Sin embargo, estos sistemas requieren tiempo de procesamiento adicional porque la adquisición de datos y el procesamiento de señales se realizan en dispositivos diferentes. En este documento, proponemos un sistema de adquisición de datos multicanal que utiliza un ADC de 16 canales que puede admitir hasta 100 MSPS. En particular, para reducir el tiempo de transmisión de señales innecesario, proponemos una estructura de un solo chip donde todos los procesos se realizan en un solo chip. También proponemos un sistema de adquisición de datos que aplica técnicas de pipeline para permitir el procesamiento en tiempo real. Para verificar el sistema propuesto, utilizamos TI ADS52J90 y una placa de evaluación Kintex UltraScale KCU105, y confirmamos que es posible recibir y procesar todos los canales simultáneamente. Además, es posible configurar un sistema en tiempo real ajustando la velocidad de la operación de procesamiento de señales y la velocidad de la interfaz de comunicación. Por lo tanto, se espera que el sistema propuesto reduzca el costo de la construcción del sistema al realizar la recepción y procesamiento de señales con un solo chip, y reduzca el tiempo requerido para el procesamiento general de señales.
Descripción
Los sistemas de adquisición de datos que reciben señales analógicas, las convierten en digitales y realizan procesamiento de señales se utilizan en una variedad de sistemas que utilizan acústica, radar, sonar, localización interior y navegación. Los sistemas anteriores, como el NI USRP-RIO, son costosos de construir, y el número de señales que un solo dispositivo puede recibir está limitado entre dos y cuatro. Para recibir más canales de señales, se han propuesto sistemas de adquisición de datos multicanal que utilizan ADC que operan a decenas de MSPS. Sin embargo, estos sistemas requieren tiempo de procesamiento adicional porque la adquisición de datos y el procesamiento de señales se realizan en dispositivos diferentes. En este documento, proponemos un sistema de adquisición de datos multicanal que utiliza un ADC de 16 canales que puede admitir hasta 100 MSPS. En particular, para reducir el tiempo de transmisión de señales innecesario, proponemos una estructura de un solo chip donde todos los procesos se realizan en un solo chip. También proponemos un sistema de adquisición de datos que aplica técnicas de pipeline para permitir el procesamiento en tiempo real. Para verificar el sistema propuesto, utilizamos TI ADS52J90 y una placa de evaluación Kintex UltraScale KCU105, y confirmamos que es posible recibir y procesar todos los canales simultáneamente. Además, es posible configurar un sistema en tiempo real ajustando la velocidad de la operación de procesamiento de señales y la velocidad de la interfaz de comunicación. Por lo tanto, se espera que el sistema propuesto reduzca el costo de la construcción del sistema al realizar la recepción y procesamiento de señales con un solo chip, y reduzca el tiempo requerido para el procesamiento general de señales.