[发明专利]一种基于并行LVDS接口的高速数据采集系统

说明书

本发明公开了一种基于并行LVDS接口的高速数据采集系统，包括SOC‑FPGA可编程门阵列ZYNQ ULTRASCALE⁺子系统、FPGA可编程门阵列KINTEX子系统、子板模块及一电源模块，本发明的数据采集接口为并行的LVDS接口，数据传输速率最高可达160Gb/s，满足超高清数据传输速率的要求，能够应用在超高清等需要高数据传输率的领域中。同时本发明的KINTEX子系统带有万兆以太网光口，通过光纤将系统采集的数据传递到上位机，由上位机软件实现数据的显示与存储。

技术领域

本发明属于信号采集领域，涉及并行LVDS接口形式的高速数字信号的采集，尤其是一种基于并行LVDS接口的高速数据采集系统。

背景技术

随着5G时代的到来，移动网络的数据传输速率逐步提升解决了超高清等领域面临的高数据传输速率的问题，使得这些领域蓬勃发展。与此同时，超高清等领域的数据源所产生的数据量也在逐步增加，对后级数据采集系统的数据传输速率提出了新的要求。而现有的并行LVDS接口的数据采集系统仅用32位LVDS接口采集数据，其最高存储速度仅为800MB/s，远低于采集和缓存4k 60FPS的超高清视频数据所需的数据传输速率。

发明内容

本发明的目的是针对现有的数据采集系统数据传输速率不够高而提供的一种基于并行LVDS接口的高速数据采集系统，本发明采用SOC-FPGA可编程门阵列ZYNQULTRASCALE⁺子系统、FPGA可编程门阵列KINTEX子系统、子板模块、电源模块，针对大数据量信号源的高速数据采集应用开发。

本发明的数据采集接口为并行的LVDS接口，数据传输速率最高可达160Gb/s，满足超高清数据传输速率的要求，能够应用在超高清等需要高数据传输率的领域中。本发明采用两片FPGA实现高速数字信号的采集，拥有USB、UART、万兆以太网光口SFP+等多种拓展接口，能将本地采集的数据发送到上位机，由上位机软件实现数据的显示与存储。

实现本发明的具体技术方案是：

一种基于并行LVDS接口的高速数据采集系统，它包括SOC-FPGA可编程门阵列ZYNQULTRASCALE⁺子系统、FPGA可编程门阵列KINTEX子系统、子板模块、电源模块，所述的SOC-FPGA可编程门阵列ZYNQ ULTRASCALE⁺子系统分别与FPGA可编程门阵列KINTEX子系统、子板模块连接；FPGA可编程门阵列KINTEX子系统与SOC-FPGA可编程门阵列ZYNQ ULTRASCALE⁺子系统、子板模块连接；电源模块为SOC-FPGA可编程门阵列ZYNQ ULTRASCALE⁺子系统、FPGA可编程门阵列KINTEX子系统及一子板模块供电；其中：

所述的SOC-FPGA可编程门阵列ZYNQ ULTRASCALE⁺子系统包括ZYNQ ULTRASCALE⁺芯片、4GB 64bit DDR4存储器、第一Flash模块、USB模块、USB-UART接口、SD卡及一与子板连接的LVDS接口，所述的4GB64bitDDR4存储器、第一Flash模块、USB模块、USB-UART接口、SD卡、子板LVDS接口分别与ZYNQ ULTRASCALE⁺芯片连接；

所述的FPGA可编程门阵列KINTEX子系统包括KINTEX7芯片、SFP/SFP+万兆以太网光口、第二Flash模块及一子板控制IO接口、所述的SFP/SFP+万兆以太网光口、第二Flash模块、子板控制IO接口分别与KINTEX7芯片连接；