基于SOPC的數據采集系統設計

2．1 AD轉換芯片
AD轉換器采用MAXIM公司的MAXIM1308芯片，它是12位模數轉換器(ADC)提供8個獨立輸入通道，獨立的采樣保持(T／H)電路為每個通道提供同時采樣，提供+5V輸入范圍，20MHz、12位雙向并行數據總線用來提供轉換結果，并可接受數字輸入來單獨配置每一通道的開啟和關閉。
2．2 FLASH存儲器
FLASH存儲器芯片采用8片三星公司的K9XXG08UXA系列的NAND Flash存儲器，該存儲器是按頁進行讀寫按塊擦除，通過I／O管腳分時復用發送命令／地址／數據。每片的存儲容量為512MB。存儲過程使用流水線方式對數據進行存儲。
2．3 FPGA配置電路
Xilinx公司的FPGA器件是基于SRAM的內部結構，掉電后FPGA的內部邏輯丟失，因此外部需要一個配置芯片在每次上電時可以將配置數據加載到FPGA器件的內部SRAM中。配置芯片采用的是XCF04系列PROM串行配置芯片。當系統上電時，芯片以主動配置方式來實現系統中FPGA的硬
件配置。通過高速的串行接口，整個芯片的配置工作可以在很短的時間內完成。
2．4 系統電源模塊
電源模塊的設計不僅需要為器件提供各種高性能的功率輸出，還要包括選擇合適的旁路、去耦電容，以濾除各種干擾信號，保證系統的穩定工作。Xilinx公司Spartan-3E XC3S500E FPGA需要三種電壓供電才能正常工作：VCCAUX：1．2V±5％，VCCAUX：2．5V±5％，VCCO：3．3V±5％。利用TI公司TPS75003芯片加上必要的外圍電路作為該系統的完整的電源解決方案。
2．5 USB接口芯片
USB芯片使用由FTDI公司推出的FT245R，該芯片主要完成USB串行總線和8位并行FIFO接口之間的相互協議轉換。整個USB通信協議全部由芯片自動完成，無須考慮底層固件的編程。該芯片可以使用內部集成的時鐘電路進行工作，也可以使用外部晶振，本系統中使用外部晶振。完全兼容USB2．0協議。它有256字節的接收緩沖區和128個發送緩沖區，可以進行數據的大吞吐量操作。通過8位并行數據口D[0：7]和4位讀寫狀態／控制口RXF、TXE、RD、WR就可實現與微控制器的數據交換。