2GSPS手持采集记录仪

一、概述

    为了实现宽带信号便携式采集，拟开发一款1通道采集仪，该采集仪带2GSPS单采集通道，同时可以实现信号存储、分析、显示。

二、主要参数

l 采集通道：1通道

l 通道1频率：2GSPS@12bit

l 显示屏：7寸

l 架构方式：Arm+FPGA

l FPGA: Xilinx K7 325T

l Arm: ZynQ xc7z020

l 系统：Win7

l 软件：VC

l 存储容量：2TB

l 存储速度：4GB/S

l 尺寸：200mm*125mm*65mm

l 重量：2.5Kg

 

三、框图

 

系统框图

 

效果图

 

采集板卡框图

 

存储板卡框图

 

实物图：

 

四、设备描述

4.1 ADC1选型：

    AD9625是一款采样率为2GSPS的ADC器件，但是该器件的一个新的版本可以获得更高的采样率。AD9625-2.5可以简化RF信号到数字信号的接口要求，它的内部集成了2个数字下变频器（DDC），两个数控振荡器（NCO）和一个为输出数据提供串行连接的可配置的JESD204B。

 

4.2 ADC2选型

    AD6649是一款可以工作在140MSPS的双通道ADC ,本项目使用1片实现1通道140MSPS采集，1通道70MSPS采集。

 

 

4.3 时钟芯片选型：

本设计拟采用AD9525作为时钟芯片。

 

4.4 FPGA控制

    FPGA采用Xilinx K7 325T，该芯片Kintex™-7 325T 现场可编程门阵列（FPGA）， 成为业界推出最快的28nm新一代可编程逻辑器件产品。Kintex-7 FPGA 将以最低的功耗提供最优的性价比，以满足主要应用需求。与此同时，Kintex-7 FPGA 系列产品利用28nm 7系列所共享的统一架构，还可以支持客户也能马上着手那些最终将迁移至Artix™-7 和 Virtex®-7 FPGA的设计。K7功耗明显比V6低很多。Kintex-7 器件将同赛灵思 ISE® 13 设计套件、AMBA® 4 高级可扩展接口 （AXI™）总线协议兼容 IP 和目标参考设计一并提供，所有这些目标设计平台的组件都将在此次演示的全新Kintex-7 FPGA KC705 评估板上运行。设计人员可以对全新Kintex-7 K325T器件的功耗、性能和功能进行全面评估。依靠台积电（TSMC）公司建立在业经验证的设计和制造方法之上的 28nm 高性能、低功耗（HPL）工艺。下面是芯片内部资料。

 

4.5 Arm控制

 

Arm采用Zynq,Zynq基于ARM 双核CortexA9 的应用处理器,ARM-v7架构,高达1GHz,单/双精度浮点单元,NEON多媒体处理引擎;
缓存
每个CPU 32KB 1级指令和数据缓存,512KB 2级缓存,2个CPU共享,支持8位奇偶校验;

片内存储
片上boot ROM,256KB 片内RAM

外部存储接口
多协议动态内存控制器,16/32 bit DDR2、DDR3接口,16位ECC支持,1GB地址空间,静态存储接口： 8bit SRAM，并行NOR Flash，ONFI1.0 NANDFlash接口，1-4bit SPI Flash支持

IO外设和接口
两个千兆网卡支持：发散-聚集DMA ，GMII，RGMII，SGMII接口
两个USB2.0 OTG接口，每个最多支持12节点
两个CAN2.0B总线接口
两个SD卡、SDIO、MMC兼容控制器
2个SPI，2个UARTs，2个I2C接口
4组32bit GPIO，54（32+22）作为PS系统IO，64连接到PL

互联
PS内和PS到PL的高带宽连接
基于ARM AMBA AXI总线
传输质量控制和带宽控制

可编程逻辑（PL）概述
可编程逻辑块
LUT、触发器、级联加法器

36Kb 块RAM
全双口
最高72bit宽度

可编程IO块
支持LVCMOS，LVDS和SSTL
1.2V到3.3V IO
可编程延时和SerDes

Zynq-7020特定的性能和资源量
PS：CPU有800MHz

PL：85K逻辑单元（约等效于130万门）；53.2K 查找表；106K触发器；220个DSP单元；2个12bit XADC最多17通道

 

4.6存储部分

   存储实现是利用FPGA驱动8路SATA固态盘实现的，每路固态盘速率可达到500MB/s，从而组合实现一个4GB/s读写速度的固态盘。

   下面是固态盘的资料：