基于FPGA内部高速缓存的质谱数据传输系统设计
摘要：四极杆质谱仪与快速气相色谱仪的联用极大地提高了仪器的快速定性和定量能力.但是,与快速气相色谱仪联用的四极杆质谱仪必须具备快速质量扫描能力和很高的工作占空比,这对质谱数据传输系统提出了很高的要求.为减少两次质谱扫描之间等待数据传输的死时间,提高四极质谱仪的工作占空比,本文提出一种基于FPGA内部高速缓存的质谱数据传输系统,实现外部SDRAM和以太网口之间的数据实时传输.在FPGA中设立了2个容量为1M的高速缓存,高速A/D采集得到的质谱数据首先被存储在内部RAM中,然后通过时序调度将数据分块传输至高速缓存SDRAM中,进一步轮流访问高速缓存并将数据通过以太网口传输至上位机.本文中的主控制器FPGA选用Altera公司的EP4CE30F23C7,外部SDRAM则采用ISSI公司的IS42S16160G,基于AlteraSOPCBuilder设计了SDRAM和RAM控制、Avalon总线控制器和主从设备控制端口.仿真及实验结果表明,本控制系统将四极杆质谱的数据传输死时间由以前的100ms缩短到10ms,四极杆质谱仪的工作占空比由50%提升至90%以上,同时大幅提升了四极杆质谱的扫描速率.
注: 保护知识产权,如需阅读全文请联系现代科学仪器杂志社
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