基于Qt框架的APV25數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2021-03-30 02:24
Qt框架是基于C++的跨平臺可視化編程框架。本文采用APV25電子學(xué)前端卡、APVDS電子學(xué)數(shù)字化后端板和基于Qt框架的數(shù)據(jù)采集軟件,開發(fā)了具有高通道數(shù)、高性能和高集成度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可跨平臺使用并顯示實時采樣波形。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)最多可使用16塊APV25前端卡、4個APVDS,通過千兆以太網(wǎng)經(jīng)交換機(jī)與計算機(jī)連接。通過測試,該系統(tǒng)可在1 024通道下工作并實時顯示采樣波形,傳輸速率可達(dá)715 Mb/s,且測試中系統(tǒng)能以1.70 kHz的觸發(fā)率在單次觸發(fā)連續(xù)采樣31個點模式下穩(wěn)定工作。與原系統(tǒng)相比,顯著提高了通道數(shù)量,簡化了系統(tǒng)操作,提高了測量的效率與穩(wěn)定性。采集系統(tǒng)未來可擴(kuò)展通道數(shù)量為2 048,適用于大面積微結(jié)構(gòu)氣體探測器實驗。
【文章來源】:原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(06)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
APVDS數(shù)字化板采用XC6SLX75 FPGA芯片。FPGA是數(shù)字化后端板的核心,負(fù)責(zé)后端板各子模塊的控制與計算機(jī)的通信以及對ADC原始數(shù)據(jù)的處理。在接收到來自ADC的數(shù)據(jù)后,FPGA內(nèi)部會先將數(shù)據(jù)由串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù),結(jié)合對應(yīng)事件的觸發(fā)信息與計數(shù)信息輸入緩存區(qū),最后由FPGA內(nèi)的千兆全雙工以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制層將緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機(jī)。APVDS數(shù)字化板功能層次如圖2所示。APVDS后端板還有許多其他的功能,包括生成內(nèi)部時鐘、進(jìn)行信號電平的轉(zhuǎn)換和控制以太網(wǎng)物理層芯片RTL8211EG等。單個后端數(shù)字化板已可獨(dú)立對4塊APV25前端板數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理,且預(yù)留了編程接口與指示燈按鈕以方便硬件調(diào)試與糾錯。
GeoAPV軟件整體采取多線程設(shè)計以實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的實時解析和結(jié)果顯示,軟件設(shè)計采取模塊化的設(shè)計思想,整體包含3個主要模塊:UDP通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和主用戶界面,如圖3所示。各模塊之間使用Qt框架內(nèi)的信號槽結(jié)構(gòu)來進(jìn)行可控的數(shù)據(jù)傳遞。為兼容現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析腳本,獲取的數(shù)據(jù)將會以原數(shù)據(jù)結(jié)合采樣方式等信息加以打包并保存。用戶對前端卡和后端板的所有各項命令操作均可通過圖形用戶界面進(jìn)行,大幅提高了使用效率及易用性。
本文編號:3108670
【文章來源】:原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(06)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
APVDS數(shù)字化板采用XC6SLX75 FPGA芯片。FPGA是數(shù)字化后端板的核心,負(fù)責(zé)后端板各子模塊的控制與計算機(jī)的通信以及對ADC原始數(shù)據(jù)的處理。在接收到來自ADC的數(shù)據(jù)后,FPGA內(nèi)部會先將數(shù)據(jù)由串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù),結(jié)合對應(yīng)事件的觸發(fā)信息與計數(shù)信息輸入緩存區(qū),最后由FPGA內(nèi)的千兆全雙工以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制層將緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機(jī)。APVDS數(shù)字化板功能層次如圖2所示。APVDS后端板還有許多其他的功能,包括生成內(nèi)部時鐘、進(jìn)行信號電平的轉(zhuǎn)換和控制以太網(wǎng)物理層芯片RTL8211EG等。單個后端數(shù)字化板已可獨(dú)立對4塊APV25前端板數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理,且預(yù)留了編程接口與指示燈按鈕以方便硬件調(diào)試與糾錯。
GeoAPV軟件整體采取多線程設(shè)計以實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的實時解析和結(jié)果顯示,軟件設(shè)計采取模塊化的設(shè)計思想,整體包含3個主要模塊:UDP通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和主用戶界面,如圖3所示。各模塊之間使用Qt框架內(nèi)的信號槽結(jié)構(gòu)來進(jìn)行可控的數(shù)據(jù)傳遞。為兼容現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析腳本,獲取的數(shù)據(jù)將會以原數(shù)據(jù)結(jié)合采樣方式等信息加以打包并保存。用戶對前端卡和后端板的所有各項命令操作均可通過圖形用戶界面進(jìn)行,大幅提高了使用效率及易用性。
本文編號:3108670
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