QT1144—FPGA 开放式高速数据采集卡

Posted 2020-11-26

坤驰科技自主研发的QT1144是一款同时具备直流耦合程控放大器和支持单、双极性宽带信号输入的高速数据采集卡；板载FPGA具备实时信号处理能力，这些特性使QT1144成为激光雷达、光电倍增管应用以及光纤传感等领域进行信号采集和分析的理想工具。QT1144提供快速的PCI Express 2.0 x8 数据传输接口，以及灵活配置的硬件组合，获得性能、功耗和成本之间的最佳平衡，尤其适合于OEM应用。

图1 QT1144产品实物图
产品特点：
?最大支持4通道同步采集
?最高250MSPS采样率
?16bit/14bit转换精度
?支持交/直流耦合，50欧姆输入阻抗
?支持4档位程控增益控制
?板载4GB DDR3存储器
?支持外部触发输入或输出，支持高级触发功能
?支持多个用户自定义扩展IO
?PCIex8 Gen2 数据传输接口，连续传输率2.8GB/s
?FPGA支持用户自定义逻辑开发（选项）
产品优势：
?支持直流偏置控制，提高单、双极性高频脉冲信号采集精度；
?通过快速PCIe总线实时传输采集数据，针对扫描系统特别优化DMA定时上传功能。
?灵活的配置方案。
?提供开放的QTex逻辑开发平台，用户可快速集成应用模块。
?大容量板载存储器。
?缩短开发时间，加快上市速度。
?可定制开发的高级触发功能（定制功能）。
?可集成满足OEM领域应用的实时信号处理模块（定制功能）：如累加、峰值检测、DDC以及FFT等。
应用领域
?雷达采集系统
?激光雷达系统
?光纤传感系统
?光电倍增管采集系统
?扫描采集系统
?雷电定位系统
灵活配置方案
?模拟前端可选交流、直流和程控增益模式，满足不同传感器和输入模拟信号要求。
?采样率、采样精度和通道的多种组合选择，可以使OEM客户获得最佳的性能-成本平衡。
?FPGA内建的实时信号处理模块和用户可自定义逻辑功能使用户能方便快速的完成应用集成。
?可扩展的GPIO功能，用户可以直接通过FPGA编程使用这些GPIO,或者它们可配合高级触发功能，采集卡具备特殊触发能力。
?可选的高级触发功能（定制功能），能直接通过连接在FPGA上的扩展GPIO，使采集卡具备特殊触发能力，如支持X-Y扫描触发，导航雷达的船首信号/方位信号,编码器触发以及GPS时间戳等高级触发功能。
?可选的FPGA规模，QT1144可以配置3种不同规模的FPGA型号供用户选择：XC7K160T、XC7K325T或XC7K410T。
硬件
QT1144采集卡由具备输入信号调理功能的模拟前端模块，时钟管理模块，ADC模块，具备数据流处理、触发控制、PCIe接口功能的FPGA模块以及板载大容量DRAM等部分组成。系统框图如图2所示。

图2 QT1144的系统框图
QT1144标配4GB DDR3存储器，支持各种采集模式下的数据并发读写，用超低抖动时钟信号产生模块配合高稳定、低相位噪声时钟参考源来保证采集时钟的性能。具有内部参考输入，外参考输入，外采样时钟输入三种时钟模式。前面板有4个通用IO（GPIO）可以使用，每个GPIO均能单独控制方向。用户可以通过编程自定义这些IO的用途；同时这些IO通过软件设置，可作为输入、输出触发信号使用。QT1144同时在板卡后部具有20个通用GPIO。这些通过双排2.00mm通用连接器直接连接到FPGA上，并同时输出2.5V或3.3V电源，方便用户电平转换。QT1144还支持环形缓冲，多次触发，无限点采集，ABA采集等多种采集模式。具有软件触发，通道触发，外触发，外输入模拟触发（TRIG）等多种触发模式。
软件
QT1140V2的软件开发包可以使用Visual C++，Visual Studio 201x，LabWindows/CVI，Python以及Matlab进行二次开发。

北京坤驰科技有限公司是专注于高速数据采集与智能监测领域的高科技公司。公司始运营于2008年，位于北京市海淀区中关村上地科技园区。坤驰深耕高速数据采集领域多年，为客户与市场提供易于使用的高速模数转换模块及相关产品，提供了数量众多的基于FPGA的高速AD、DA板卡、及处理、传输、存储等模块。目前服务的客户涵盖：航空、航天、船舶、核物理、军工电子等行业，雷达、通讯、高能物理、电子对抗、光电、超声等各类应用领域。