基于PCIe总线的数据采集卡设计与实现

来源：计算机测量与控制杂志2016年第3期北京时间：

作者：肖明国,董明利,刘锋,娄小平,祝连庆

摘要：为了实现对多路高速光信号采集,利用FPGA设计基于PCIe总线的数据采集系统；对PCIe总线低速Slave通道与高速DMA通道的关键算法进行了研究；首先,介绍了数据采集卡的硬件构成及基本工作原理,提出了PCIe总线算法需要解决的数据传输问题；然后,分析数据采集卡PCIe总线低速Slave通道和高速DMA通道原理以及实现的关键算法；通过Modelsim和SignalTap工具分别对数据传输算法进行功能验证和在线仿真；最后,将设计数据采集卡互联PCIe上位机进行实际测试；实验结果表明,本设计PCIe总线采用X4接口模式,数据传输系统的数据上传峰值速率为615.38 MB/s,可以满足稳定可靠、高带宽、模块化等要求。

关键词：PCIe总线;数据采集卡;FPGA;高速数据传输

基金资助：北京市属高等学校创新团队建设与教师职业发展计划项目(IDHT20130518)；教育部长江学者和创新团队发展计划(IRT1212)；北京市教委科研计划项目(KM201511232006)。