摘要(yao)：根據客戶的技術性能和成本控制(zhi)需求(qiu)，基于阿爾泰科技公司(si)的PCIe8586數(shu)字化儀采(cai)集(ji)卡，為(wei)客戶搭建基于PCIe總線的85MHz采(cai)樣(yang)頻率、16位(wei)轉換精(jing)度、32路同步采(cai)集(ji)的高速數(shu)采(cai)系統。
一(yi)、客(ke)戶需求(qiu)
經過溝通，了解到客戶(hu)需要一(yi)套(tao)85MHz采樣率、16位轉換精度、32路(lu)(lu)同步連續采集的(de)(de)(de)高速(su)數(shu)采系(xi)統(tong)。出于(yu)對成(cheng)本控(kong)制的(de)(de)(de)考慮，不(bu)選用(yong)(yong)(yong)PXIe標準背板(ban)和機(ji)箱系(xi)統(tong)，現(xian)選定(ding)定(ding)制開(kai)發的(de)(de)(de)專用(yong)(yong)(yong)采集板(ban)，用(yong)(yong)(yong)CAMLink總線(xian)與(yu)主機(ji)通信，完成(cheng)數(shu)據(ju)上傳(chuan)，功(gong)能(neng)(neng)基(ji)本達到使用(yong)(yong)(yong)要求。了解到阿爾泰科技(ji)公(gong)司(si)有成(cheng)熟(shu)的(de)(de)(de)數(shu)字(zi)化(hua)儀(yi)產品(pin)，希望能(neng)(neng)在公(gong)司(si)的(de)(de)(de)成(cheng)熟(shu)產品(pin)中，搭(da)建(jian)一(yi)個低成(cheng)本的(de)(de)(de)32路(lu)(lu)同步高速(su)采集方案，作為產品(pin)使用(yong)(yong)(yong)方案。
二、需求分析
客戶需(xu)要85MHz采(cai)樣率(lv)、16位轉換精度、32路(lu)同步連續(xu)采(cai)集，意味(wei)著每秒有85M*2(2字節16位)*32=5.44GB的(de)(de)(de)數(shu)據要送入計算機系統，用USB3.0、千兆網都難以達(da)到這樣的(de)(de)(de)實時(shi)傳輸速率(lv)。選用PXI/PCIe遠程控(kong)制模塊，雖然能達(da)到PCIe總(zong)線的(de)(de)(de)高速率(lv)，仍然需(xu)要購買PXI設(she)備，成本太高，都不適宜(yi)。
本(ben)方案選用PCIe8586來實(shi)現(xian)主要(yao)功(gong)能，其單卡(ka)(ka)可以完成(cheng)100MHz采(cai)樣(yang)頻率、16位精(jing)度、8路(lu)同(tong)步采(cai)樣(yang)功(gong)能，且(qie)支(zhi)持多卡(ka)(ka)同(tong)步。 在PCIe高速總線上插4塊此采(cai)集(ji)(ji)卡(ka)(ka)，配套相應的計算機軟(ruan)硬(ying)(ying)件平臺，完全可以勝任此高速采(cai)集(ji)(ji)任務。系(xi)統基于經濟而且(qie)廣泛(fan)使用的PCIe高速總線，大大降低了(le)硬(ying)(ying)件成(cheng)本(ben)。
PCIe8586是阿(a)爾泰公司成熟產品，可靈活設置(zhi)各種工作(zuo)狀態，驅動安裝和(he)二次開發都很(hen)便利。讓用(yong)戶脫(tuo)離(li)具體的軟硬件開發和(he)測試(shi)，可以用(yong)更多的精力(li)關注到測試(shi)目標(biao)系統中(zhong)。
三、具體(ti)方案
由于(yu)客戶應用(yong)環境沒有嚴苛的要(yao)求，方案基于(yu)廣泛應用(yong)的臺式機(ji)PCIe總線，選用(yong)PCIe8586來(lai)實(shi)現主要(yao)功能(neng)(neng)，PCIe8586單卡可以(yi)完(wan)成100MHz頻率、16位精度、8路同步采(cai)(cai)樣功能(neng)(neng)，且支持多(duo)卡同步，每個PCIe8586*大(da)需要(yao)1600MB/s帶(dai)寬（2*8*100M），4個槽(cao)位一(yi)共*大(da)帶(dai)寬6.25GB/s（1600M*4/1024），在同一(yi)PCIe X8總線上安插(cha)4張(zhang)PCIe8586采(cai)(cai)集卡，實(shi)現用(yong)戶要(yao)求的32路同步采(cai)(cai)集功能(neng)(neng)。
阿爾泰提(ti)供穩定的(de)系(xi)統(tong)驅動程(cheng)序，可以(yi)(yi)支持主流的(de)操(cao)作系(xi)統(tong)，包括(kuo)Windows、麒麟（Kylin）與Linux操(cao)作系(xi)統(tong)，同時也提(ti)供靈活易用的(de)SDK開發(fa)工(gong)具，客(ke)戶可在(zai)多種開發(fa)語言(yan)環境(jing)下(xia)使用，包括(kuo)C/C++C#、VB、VB.NET、LabVIEW、LabVIEW/CVI 、Phthon以(yi)(yi)及QT等。
系統組(zu)成框(kuang)圖(tu)如下：
PCIe8586接口定義和機械安裝尺寸，詳(xiang)見《PCIe8582(8586)產品(pin)手冊》
四、功能
1．軟件(jian)環境
根據(ju)實(shi)際需要安裝相(xiang)關的應用開(kai)發(fa)環境(jing)，例(li)如 Microsoft Visual Studio、NI LabVIEW 等實(shi)現應用軟件(jian)功能(neng) 。 ArtDAQ（高(gao)速(su)數字化儀開(kai)發(fa)套件(jian)為ArtScope），是北京阿爾泰科技(ji)發(fa)展有限公(gong)司采集(ji)設備(bei)的驅動(dong)程(cheng)序及開(kai)發(fa)套件(jian)，輔助客戶實(shi)現從簡單到復雜的數據(ju)采集(ji)任務，**快速(su)的搭建測試系(xi)統(tong)。該開(kai)發(fa)套件(jian)包括以下幾(ji)個部分，設備(bei)管(guan)理配置軟件(jian)(Device Management&Configuration Tool，DMC)、驅動(dong)文(wen)件(jian)、開(kai)發(fa)庫(ku)、開(kai)發(fa)例(li)程(cheng)、幫(bang)助文(wen)檔等。
2．功能概述
? 8 通道單端同步(bu)模擬(ni)輸入(ru)
? 采樣率高達100MHz
? 16 位高(gao)分辨率 ADC
? 模擬輸入帶寬*高(gao)達 50M
? 板載 2GB 內存
? 可編程(cheng)(cheng)輸入電(dian)壓量(liang)程(cheng)(cheng)范圍±1V 或±5V
? SMB-1 路 PFI 程控配(pei)置接口（即數字觸發 PFI 輸(shu)入、觸發輸(shu)出端）
? 全自(zi)動校準(zhun)
? 支持連續采(cai)樣(yang)和有限點(dian)采(cai)樣(yang)
? 通過系統同(tong)步觸發總線(xian)接(jie)口實現(xian)多模塊之間同(tong)步
工控機后的開口引出(chu)四槽的PCIe-8586共(gong)4*8=32路信號輸入(ru)接口。
3．系(xi)統框圖(tu)
4.環境適應性(xing)
工作環境(jing)
工(gong)作溫度(du)范圍：0℃ ～ 50℃
存儲(chu)環境、存儲溫(wen)度范圍(wei)：-20℃ ～ +70℃
五、系統(tong)組成(cheng)：
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產(chan)品
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型號
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數量
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備注
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同步采集部分
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數字化儀(yi)PCIe卡
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PCIe-8586
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4
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計(ji)算機部分
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主板
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支持(chi)4槽PCIe X8
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1
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CPU
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>2.0G
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1
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內存
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DDR4-16G
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1
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機械(xie)硬盤
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2T容量
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1
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機箱
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工控4U機箱
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1
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電源
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ATX850電源
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1
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鍵盤、鼠標、顯示
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常規(gui)
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1
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六、方案優(you)點
1．成熟的板(ban)卡功能，能快速(su)的和(he)工控機以及主(zhu)板(ban)等搭建(jian)穩(wen)定的高(gao)速(su)采(cai)集系統；
2．基于PCIe經濟而又高(gao)速的總(zong)線系統;
3．利用靈(ling)活易用的驅動(dong)和開(kai)發軟件,客戶快速開(kai)發穩定的應(ying)用軟件;
4．用戶如果有個性化定制要求(qiu)，阿爾泰(tai)提供(gong)在成熟方案上(shang)的定制化服務。