利用FPGA构建的数据采集系统。

简介：
基于FPGA的数据采集系统，作为计算机、智能仪器与外界物理世界之间关键的连接点，是获取必要信息的重要途径。数据采集技术属于信息科学中的一个核心分支，它不仅广泛应用于现代工业生产、国防军事以及各类科学研究领域，而且在过程控制、状态监测、故障诊断和质量检测等诸多环节中都至关重要。数据采集系统主要负责收集来自传感器的模拟信号，并将其转化为计算机能够识别的数字信号，随后将这些信号传递至计算机或相应的信号处理系统，进行必要的计算和处理以获得所需的数据。与此同时，系统还会将计算机处理后的数据以显示或打印的形式呈现，从而实现对特定物理量的实时监控，并且部分数据会被用于控制生产过程中的计算机控制系统，以调节某些物理量的状态。一个完整的、大型的数据采集系统通常由数据采集模块、数据传输模块、数据存储模块、数据处理模块、分析模块以及显示模块等几个关键部分构成。数据采集技术的发展高度依赖于传感器的进步以及计算机控制技术的不断完善。网络化测量、采集和控制已成为其发展不可避免的趋势。如今的数据采集系统在工业领域拥有广泛的应用，例如支持电力、军事和通信等多个行业正常运行的大量远程数据采集系统。此外，该技术也是存储测试技术的重要组成部分，它建立在传感器、信号测量与处理以及计算机等技术的融合之上，是一门综合性的应用技术。目前的数据采集技术已被广泛应用于工业控制系统、专用数据采集系统、自动化测试系统、智能仪器仪表、遥感遥测设备、通讯设备以及机器人等众多领域的高端家电之中。展望未来，随着大规模集成电路技术与计算机技术的持续发展，数据采集技术将在雷达探测、通信工程、水声通信、遥感技术、地质勘探调查、无损检测监测、语音处理技术以及智能仪器仪表和生物医学工程等诸多领域发挥更加重要的作用。本课题旨在设计一个先进的数据采集测试系统，实现对被测参数的实时数据采集和存储功能。该系统能够完成多种信号的采集任务，包括六十四路模拟信号的获取、八路无源开关量信号的读取以及一路数字脉冲信号的处理等等。在设计过程中需要充分考虑系统的实时性要求（Real-time performance）、可靠性保障（Reliability）、灵活性适应性（Flexibility）以及可扩展性（Scalability），以确保系统的稳定运行并保证数据的准确性和可靠性。同时还需要重视系统的安全性问题（Security），防止外部干扰或恶意攻击对系统造成损害从而保护系统中存储的数据和信息安全. 数据采集系统作为信息科学领域的重要组成部分及其在现代工业生产及科学研究中的必要工具地位不容忽视, 它的应用范围极其广泛, 涵盖了工业自动控制, 医疗健康, 交通运输, 环境监测等众多重要领域.