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超高速采集板卡——多路数据采集应用背景

在当今集成电路及互联网行业快速发展转型的时期，数据采集(Data Acquisition)已经广泛应用于互联网信息技术、工农业生产、科学技术研究及分布式领域，作用和地位越来越重要。随着互联网云计算平台的产生及对各行各业思维方法的改进，数据采集系统无论从硬件还是软件都有了新的发展和研究。 现代科学技术各个领域都离不开初期的数据采集和信息交换，在研究和应用过程中数据采集量的增大，要求数据采集系统对信息的处理速度越来越高，外围电路的扩展功能越来越丰富。传统的数据采集仪器功能相对简单，采集数量、速度不快，在数据处理传输方面依赖单独的计算机软件分析，互联性和可开发性不强。而完整的多路数据采集系统，不仅能够单独进行数据采集，而且设备能高速同步处理数据信息，还能在各设备之间互相通信以及扩展接入其他外设，构成功能完整的数据采集系统，甚至上传数据至网络后台，实现云端信息共享。

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超高速ADC采集板卡目前形势

在当下，数字系统和模拟系统已覆盖了生活和工业生产的方方面面，比如计算机就是非常典型的数字系统，在工业领域，很多工业检测多是连续变化的物理量，往往用与之对应的电压、电流或频率等进行模拟，因而这些都属于模拟系统。而高速ADC/DAC则是连接数字系统和模拟系统的桥梁和媒介——数字模拟转换器（DAC）是将数字信号转化为模拟信号，而模拟数字转换器（ADC）则反过来，将模拟信号转化为数字信号。至于ADC/DAC是如何发挥各自作用的，则以光纤通信为例。

在光纤通信中，由于电缆和光钎传输的都是模拟信号（同轴电缆传输的是模拟信号，光纤传输的是光脉冲信号，大多属于模拟信号），这就必须在发送端先把数字信号转化为模拟信号，在接受端把模拟信号转化成数字信号，也就是在发送端必须要有DAC，接收端安装ADC，而如果ADC/DAC芯片性能有限，则直接会影响到光纤通信的传输速率。

实际上，受制于ADC/DAC芯片的性能，现在的光纤通信根本没有达到理论性能的极限，还有很大的潜力可以挖掘，因此，的ADC/DAC对5G通信，以及大数据中心、以太网光互联、短距离互联通讯等领域有着重要意义。另外，在领域微电子所的该项技术突破也颇具意义——超高速ADC/DAC是雷达的重要器件，在电子战中，频率捷变也必须仰仗超高速ADC/DAC。

因此，超高速ADC/DAC无论对军事，还是民用工业都意义非凡，而如此关键的技术，其技术制高点却一直被美国、日本等发达***把持，对中国而言非常不利，前段时间，中兴通讯被美国制裁，据媒体声称超高速ADC/DAC也位列制裁名单之上。

数据采集卡介绍　　

数据采集卡是实现数据采集（DAQ）功能的计算机扩展卡，可以通过USB、PXI、PCI、PCI Express、火线（1394）、PCMCIA、ISA、Compact Flash、485、232、以太网、各种无线网络等总线接入个人计算机。

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数据采集卡应用于工业现场哪些地方

数据采集卡在应用时，数据采集系统置于被监控的设备处，通过传感器对设备的电压或者电流信号进行采样、保持，并送入AD转换器变成数字信号，然后将该信号送到FIFO中。当FIFO中存放的数据到了一定数目时，由ARM7从FIFO中读出，然后通过ARM7的以太网接口或者RS232送给上位机。考虑到要监控的设备可能会很多，所以设计了多路采集通道，他们经过模拟开关后再进入AD转换器。CPLD是整个系统的控制核心，他控制采集通道的切换、AD转换器的启停、转换后的数据在FIFO中的存放地址发生器、产生中断请求以通知ARM7读取存放在FIFO中的数据等。 运行时的数据并送给PC机，通过运行在PC机上的特定软件对这些数据进行分析，以此判断当前运行设备的状况，进而采取相应措施。当前常用的数据采集装置，在其系统软件设计中，多采用单任务顺序机制。这样就存在系统安全性差的问题。这对于稳定性、实时性要求很高的数据采集装置来说是不允许的，因此有必要引入嵌入式操作系统。

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