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如何使用FPGA進行仿真系統數據采集控制器IP核設計的資料概述

2474220 2018-11-07 | rar | 0.36 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

　　介紹了在大型工業模擬仿真系統中，利用FPGA和軟IP核實現數據采集及收發控制的方案，并對其進行設計實現。重點闡述了在發送指令和采集接收兩種數據流模式下．該IP核的控制處理邏輯及工作狀態機的設計及實現。同時，設計仿真測試對其進行驗證。經測試驗證。該IP核能實現對前端模擬仿真設備狀態實時采集并控制的功能，達到了設計目的。

　　現代模擬仿真技術廣泛應用在系統設計、系統分析以及教育訓練中。在模擬過程中，存在大量向前端模擬裝置或仿真模塊發送指令數據，以及從模擬工作設備上讀取狀態參量的情況。在對大型工業設備和系統進行模擬仿真時，數據采集控制的復雜程度愈加惡劣。通過改進數據采集控制器的結構，提高數據采集控制器的自動化和集成化程度，可以有效地提高大型模擬仿真設備數據采集和控制的效率。

　　FPGA及SOPE技術的發展為此提供了新的解決方案。IP核（IP Core）是具有特定電路功能的硬件描述語言程序，可較方便地進行修改和定制。以提高設計效率。本文研究了基于FPGA的數據采集控制器IP核的設計方案和實現方法，該IP核既可以應用在獨立IC 芯片上，還可作為合成系統的子模塊直接調用，實現IP核的復用。

　　1系統結構

　　數據采集控制器主要分為發送機制和接收機制兩部分。在傳統的模擬仿真系統中，發送機制負責將模擬仿真系統主機控制程序模擬運算的數據傳給事先定義的變量，通過專用接口卡將其放在絕對內存地址單元中，再借助智能雙端El的工控機將數據發至前端，以驅動前端設備（如儀表、顯示燈等）進行顯示，或使前端設備（如開關、閥門、步進電機等）進行動作；接收機制與之相反，即實時地將從前端工控機采集的模擬設備的動作量和狀態量（包括模擬實際情況的溫度量、壓力量等）讀到計算機內存地址單元中，并通過專寫程序把這些變量值轉換成主控程序所需要的數據。

　　前端設備種類繁多，因此實際中需有針對性地進行設計，以實現工控機對前端設備的控制。此外，工控機與主機之間還必須通過專用接口進行通信，如圖1所示。其結構復雜，不利于設計和調試，同時降低了模擬仿真系統的實時性和效率。