基于PCI總線的高速噪聲檢測(cè)系統(tǒng)

　　PCI總線是Intel公司推出的一種微機(jī)擴(kuò)展槽接口標(biāo)準(zhǔn)，時(shí)鐘頻率為0～33MHz，其最大數(shù)據(jù)傳輸速率為132～264Mbps，有效克服了傳統(tǒng)總線進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的瓶頸現(xiàn)象，使數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)高速采集和傳輸成為可能。

　　數(shù)據(jù)采集卡結(jié)構(gòu)說(shuō)明
　　數(shù)據(jù)采集卡具有高速和速率可調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。其前端采用聲波傳感器采集模擬噪聲信號(hào)，采集到的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D變換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)再經(jīng)PCI總線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)。該數(shù)據(jù)采集卡主要包括數(shù)據(jù)采集電路、PCI接口電路和邏輯控制電路三部分，采集卡結(jié)構(gòu)如圖1所示。下面分別介紹各個(gè)部分的功能。

　　1. 數(shù)據(jù)采集電路
　　數(shù)據(jù)采集電路是由聲波傳感器和A/D變換器組成的，傳感器將采集到的噪聲信號(hào)送入A/D變換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 輸出。A/D變換器采用的是MAXIM公司的MAX 1446。MAX 1446有一路模擬信號(hào)輸入，10位數(shù)字信號(hào)輸出，工作頻率可達(dá)60MHz。實(shí)際的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間為：轉(zhuǎn)換時(shí)間+各種延遲=5+0.5=5.5個(gè)時(shí)鐘周期，由此可知MAX 1446的轉(zhuǎn)換時(shí)間最低可達(dá)0.1μs，即采樣速率可達(dá)到100Mbps，為高速數(shù)據(jù)采集提供了最基本的硬件條件。

　　2. PCI接口電路
　　考慮到PCI總線規(guī)范的復(fù)雜性，本設(shè)計(jì)采用了PLX公司的PCI 9052作為PCI總線接口芯片，以簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)。PCI 9052是作為PCI總線和局部總線一端的設(shè)備的橋梁，保證了局部總線一端的設(shè)備在符合PCI總線的規(guī)范后連接到PCI總線上。PCI 9052提供了多個(gè)內(nèi)部寄存器，以盡量提高總線接口設(shè)計(jì)的靈活性和傳輸速率。所有的寄存器可分為PCI總線配置寄存器和局部總線配置寄存器兩類(lèi)。PCI總線配置寄存器是為符合PCI規(guī)范所設(shè)置的，局部總線配置寄存器用于設(shè)定局部總線的工作方式。

　　對(duì)于PCI 9052，需要一個(gè)EEPROM存儲(chǔ)配置信息，當(dāng)主機(jī)啟動(dòng)時(shí)，EEPROM完成對(duì)PCI 9052內(nèi)部的PCI總線配置寄存器和局部總線配置寄存器的初始化。在設(shè)計(jì)中采用Microchip公司93LC46作為EEPROM存儲(chǔ)配置信息。

　　3. 邏輯控制電路
　　邏輯控制電路的作用是用于產(chǎn)生目標(biāo)設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)LRDYi#。在MAX 1446完成一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換后，使目標(biāo)設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)LRDYi#有效，表明數(shù)據(jù)已經(jīng)在數(shù)據(jù)線上，通知主設(shè)備可以從數(shù)據(jù)線上讀取數(shù)據(jù)了。

　　由于MAX 1446的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間需要5.5個(gè)時(shí)鐘周期，因此采用一個(gè)模6計(jì)數(shù)器作為控制電路，以保證在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，才產(chǎn)生LRDYi#。

　　數(shù)據(jù)采集卡原理圖
　　數(shù)據(jù)采集卡原理圖如圖2所示。
　　對(duì)原理圖有以下幾點(diǎn)說(shuō)明。