基于虛擬儀器的多線程數據采集與分析系統設計

傅思勇，符茂勝

(皖西學院信息工程學院，安徽 六安 237012)

隨著現代化信息技術的持續發展，數據的采集和分析處理已經滲透到科學技術研究、工業生產等各個領域，無論在哪個領域中，信息數據采集和處理的越精確，取得的經濟效益就越大。［1］一般傳統的數據采集系統由傳感器模塊、信號調理模塊、AD轉換單元、微處理器單元等組成，整體的性能主要由傳感器、AD轉換和微處理器等關鍵模塊決定。在高性能的傳感器和AD轉換器的前提下，盡可能提高數據處理與分析的速度和精度，將決定了整個采集系統的性能。傳統的數據采集系統一般以單片機、DSP、ARM、FPGA作為主控制器，受限于單片機的工作主頻，對于數據的實時采集、處理很難完成;對于DSP和ARM雖可結合嵌入式操作系統，可采用多任務多線程編程、多任務處理方式，但整個系統開發難度較大，系統研發周期較長;現場可編程門陣列 (FPGA)雖具有常用微處理器無法比擬的優勢，比如FPGA時鐘頻率高，內部延時小，算法硬件實現等，但對于編程數據讀取采集、分析處理方面來講，由于數據讀取采集讀取的頻率與FPGA硬件運行頻率往往會不同，在編程方面將會涉及很多跨時鐘區域編程等問題，且對于復雜數據分析處理算法編程較難，整個系統開發周期相對較長，雖各公司提供各種算法IP核，但價格不菲，整體系統開發成本較高?；谕ㄓ肞C機的虛擬儀器技術充分利用了PC機高速、多核、多線程等優點，［2］用戶可以很方便的實現一個多線程的數據采集分析應用系統?！?br>