首先,时钟产生启动信号,FPGA向采样开关发出选通信号,选定模拟开关采样,第0路模拟量进入,经A/D转换后变为8位数字量并存储于双口RAM中,ADC0809反馈给FPGA内控制电路并告知转换完毕,FPGA内控制电路再选通第1路模拟量进入,重复上述过程。经过0.1 ms后,时钟又产生一个脉冲启动信号。FPGA又重新从第O路模拟量选通。
在时钟脉冲信号0.1 ms过程中,FPGA顺序通过0~7路模拟开关,在每次选通时须判断是否为第7路模拟量,若是则FPGA不再响应A/D反馈信号,而是等待0.1ms的时钟脉冲信号到达再重新开始工作。单片机用于与外部PC机通信,PC机查询是否在双端口RAM中有新数据,并经接口电路读人数据。其中双口RAM具有2组独立的数据、地址和控制总线,可对任何一个端口进行独立的操作。若未采用双口RAM,FPGA采取中断方式对CPU传输数据时,CPU就会停止当前工作而去处理外部请求,当处理完外部事件后再回到原来被中止处,继续原来的工作,这样会影响CPU的速度。因此引入双口RAM存储FPGA传送来的数据,然后CPU再从双口RAM中读数,从而提高效率。本数据采集系统采用基于FPGA双口RAM、单片机等实现数据运行处理和控制功能,使系统的通信和处理能力大大加强,保证了系统的实时性,可以灵活地通过多种方式控制数据读写。
4 结束语
本文充分利用FPGA内部丰富的硬件资源和Verilog HDL语言的灵活性,在FPGA内实现了双口RAM的基本功能,并通过设计一块数据采集板介绍基于FPGA技术的双口RAM的应用,该系统减小了设计电路的复杂性,增强了设计的灵活性和资源的可配置性。整个系统分工明确,构成合理,具有一定的应用价值。