本發(fā)明涉及片上網(wǎng)絡技術(shù)領域，具體涉及一種基于片上網(wǎng)絡的高速數(shù)據(jù)采集方法。

背景技術(shù)：

近年來，高速數(shù)據(jù)采集及其應用受到了人們越來越廣泛的關注，高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有了迅速的發(fā)展，它可以廣泛的應用于各種領域。伴隨著A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速率和轉(zhuǎn)換精度的不斷提高，支撐高速數(shù)據(jù)采集的集成電路也由之前的專用集成電路(ASIC：Application Specific Integrated Circuit)時代進入到了片上系統(tǒng)(SoC：System on Chip)時代?；赟oC的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可在單一芯片上實現(xiàn)信號采集、轉(zhuǎn)換、存儲、處理和I/O等功能，它將數(shù)字電路、存儲器、MPU、MCU、DSP等集成在一塊芯片上，從而構(gòu)成一個完整的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。但是，由于片上系統(tǒng)(SoC)在設計方法、體系結(jié)構(gòu)方面已經(jīng)暴露出局限性，尤其當SoC中所包含的A/D采集節(jié)點數(shù)目增至成千上萬的時候，現(xiàn)有的以總線結(jié)構(gòu)為通信基礎的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)面臨著在速度、功耗、傳輸效率和擴展性等方面的巨大挑戰(zhàn)。出現(xiàn)的問題具體表現(xiàn)為以下三個方面：

1、總線結(jié)構(gòu)的地址空間有限從而導致其擴展性差的問題。

2、總線結(jié)構(gòu)采用分時通訊從而導致通信效率較低，無法應對高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來越龐大的數(shù)據(jù)量。

3、總線結(jié)構(gòu)由于采用全局同步的通信機制導致高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路設計復雜度高和總功耗大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有的基于總線的高速數(shù)據(jù)采集方法存在擴展性差、通信效率低和設計復雜等問題，提供一種基于片上網(wǎng)絡的高速數(shù)據(jù)采集方法。

為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

基于片上網(wǎng)絡的高速數(shù)據(jù)采集方法，包括步驟如下：

步驟1、上位機發(fā)指令對AD數(shù)據(jù)采集工作模式進行設置、各模塊初始化、確定校正參數(shù)和發(fā)送啟動數(shù)據(jù)采集命令；

步驟2、AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口模塊對片外的AD數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)進行校正，并將校正后的數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)包；

步驟3、AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口在得到路由器資源網(wǎng)絡接口的發(fā)送允許后，將數(shù)據(jù)包緩存在路由器資源網(wǎng)絡接口中；

路由器資源網(wǎng)絡接口在得到數(shù)據(jù)包后，向路由器發(fā)送寫請求信號，等到路由器應答后，路由器資源網(wǎng)絡接口再將數(shù)據(jù)包寫入到路由器中，完成一次AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口到路由器的寫數(shù)據(jù)過程；

路由器根據(jù)數(shù)據(jù)包中頭微片中攜帶的目的地址信息選通路由器中的交換開關，數(shù)據(jù)包由目的方向輸出端口輸出，進入到下一個路由器中，如此便完成了從一個路由器到下個路由器的數(shù)據(jù)傳輸；

步驟4、數(shù)據(jù)包到達目的路由器后，先緩存到路由器資源網(wǎng)絡接口中，再由以太網(wǎng)資源網(wǎng)絡接口發(fā)出讀數(shù)據(jù)申請，從路由器資源網(wǎng)絡接口接收數(shù)據(jù)包，對數(shù)據(jù)包進行解包后交由以太網(wǎng)模塊；

步驟5、以太網(wǎng)模塊對接收到的數(shù)據(jù)按UDP協(xié)議封裝成數(shù)據(jù)幀，并將其傳送給上位機；

步驟6、上位機接收數(shù)據(jù)幀，對數(shù)據(jù)進行相應的處理后顯示。

上述步驟1中，AD數(shù)據(jù)采集工作模式包括獨立采樣模式和時間交替采樣模式。

上述步驟2中，對數(shù)據(jù)進行校正的過程具體為：

步驟2-1：對數(shù)據(jù)進行增益失配校正，即通過加入乘因子，以第一路AD數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)為基準，對其他路AD數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)乘以乘因子進行處理，達到各通道間增益失配校正的目的；

步驟2-2：對數(shù)據(jù)進行偏置失配校正，即通過加入加因子，以第一路AD數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)為基準，對其他路AD數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)加上加因子進行處理，達到各通道間偏置失配校正的目的；

步驟2-3：對數(shù)據(jù)進行相位失配校正；即通過加入FARROW濾波器，以第一路AD數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)為基準，對其他路AD數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)進行實時相位校正，達到各通道間相位失配校正的目的。

上述步驟2中，封裝成的每一個完整的數(shù)據(jù)包有8個微片，每個數(shù)據(jù)包具有一個頭微片、6個數(shù)據(jù)微片和一個尾微片；頭微片包括微片類型、信息標志、路徑信息、目的地址和數(shù)據(jù)包源地址；尾微片表示數(shù)據(jù)包的終結(jié)；數(shù)據(jù)微片是傳遞的有效數(shù)據(jù)，處于頭微片和尾微片之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點：

1、將片上網(wǎng)絡的思想引入高速數(shù)據(jù)采集領域，解決傳統(tǒng)片上系統(tǒng)擴展性差、通信效率低、硬件系統(tǒng)電路設計復雜度高和總功耗大的問題。

2、具有良好的地址空間可擴展性，理論上可以集成的AD數(shù)據(jù)采集資源節(jié)點的數(shù)目不受限制；

3、復用片上網(wǎng)絡的路由器網(wǎng)絡作為數(shù)據(jù)傳輸路徑，數(shù)據(jù)按照路由分組的形式進行傳輸，數(shù)據(jù)傳輸可靠安全，不需要額外的增加面積的開銷，芯片面積開銷??；

4、采用時間交替采集模式，即前端并行逐次采樣后端串行多路復用，通過時域上n個AD的交替工作；來達到單塊AD采樣的效果，速度也達到原來單塊AD的n倍，可以突破AD轉(zhuǎn)換器以及相關器件工作速度的限制，得到高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

5、專門設計了基于UDP協(xié)議的以太網(wǎng)模塊，可以極大的提高整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量，可以高效、實時的將AD采集數(shù)據(jù)傳輸至人機交互界面。

附圖說明

圖1為一種基于片上網(wǎng)絡的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體原理示意圖；圖中：R表示路由器，■表示路由器資源網(wǎng)絡接口，ADC1～n表示n個AD數(shù)據(jù)采集模塊，表示AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口，UDP表示以太網(wǎng)模塊，NIOSⅡ表示NIOSⅡ軟核模塊，表示以太網(wǎng)資源網(wǎng)絡接口。

圖2為AD數(shù)據(jù)采集模塊的原理示意圖。

圖3為AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口的原理示意圖。

圖4為數(shù)據(jù)包格式及微片bit信息示意圖。

圖5為以太網(wǎng)模塊的原理示意圖。

圖6為基于片上網(wǎng)絡的高速數(shù)據(jù)采集方法的整體數(shù)據(jù)流程圖。

圖7為獨立采樣模式各通道時序示意圖。

圖8為時間交替采樣模式各通道時序示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行闡述，但不是對本發(fā)明內(nèi)容的限定。

一種基于片上網(wǎng)絡的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，如圖1所示，包括片上的路由器網(wǎng)絡、AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口、以太網(wǎng)模塊和NIOSⅡ軟核模塊，以及片外的AD數(shù)據(jù)采集模塊和上位機(即人機交互界面)。

一、AD數(shù)據(jù)采集模塊

片外的AD數(shù)據(jù)采集模塊原理如圖2所示，每個AD數(shù)據(jù)采集模塊包括信號調(diào)理電路和AD采集電路。信號調(diào)理電路的主要作用是將輸入電壓按照一定的比例進行減小，使其滿足AD數(shù)據(jù)采集輸入端的輸入電壓范圍的要求。AD采集電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。

二、AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口

AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口原理如圖3所示，主要功能是完成AD采集數(shù)據(jù)的校驗(即AD采集系統(tǒng)誤差的校正)與組包(即校正后數(shù)據(jù)的組包)，主動查詢本地路由端口的狀態(tài)，響應路由器本地端口的讀寫數(shù)據(jù)包的請求等，是連接路由器和AD數(shù)據(jù)采集模塊的橋梁。

AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口對AD采集系統(tǒng)誤差的校正主要分為誤差的測量和誤差校正模型的建立兩個部分：

1、誤差的測量。

所述的誤差的測量主要指使用正弦信號測量出本系統(tǒng)與理想系統(tǒng)在相位、增益和偏置三個方面的精確誤差。主要是利用正弦信號的頻譜特性，采用FFT來計算n路正弦信號的直流電平、幅度和相位。然后和理想狀態(tài)相比較求出ADC的偏置誤差Δ_i，增益誤差K_i，相位誤差θ_i。

(1)偏置誤差的計算

設信號x(t)的離散采樣時間序列為{x(n),n＝0,1,...,N-1}，則信號x(t)的頻譜可以由下式求得：

其中k＝0,1,2，…,N-1(1)

X(k)由實部R_e[x(k)]和虛部I_m[x(k)]組成，頻譜的幅度譜為：

$\left|X\left(k\right)\right|=\sqrt{\mathrm{Re}{\left[x\left(k\right)\right]}^2+\mathrm{Im}{\left[x\left(k\right)\right]}^2}---\left(2\right)$

從上式看出，當k＝0時，則每一路的偏置誤差Δ_N為：

${\mathrm{\Δ}}_i=\frac{1}{N}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\Σ}}x\left(n\right)=\frac{1}{N}\left|X\left(0\right)\right|---\left(3\right)$

(2)增益誤差的計算

先測量出每一路ADC的幅度A_i，i＝0,1,…,N-1。我們以第一通道作為該系統(tǒng)的參考通道，假設該通道不存在通道增益誤差，即K₀＝1，再計算其他三路ADC對第一路ADC的幅度比例K_i＝A_i/A₀，i＝1,2，…,N-1。找出除了|X(0)|以外的正弦波幅度譜最大值|X(max)|，這個點是正弦波能量最集中的一個點，反映了正弦波的幅度。則有：

A_i＝2|X(max)|_i/N (4)

從而求得增益誤差：K_i＝A_i/A₀，其中i＝1,2，…,N-1。

(3)相位誤差的計算

本實例采用FFT相位差法來估算各路正弦波的初相，令輸入信號為單一頻率的正弦波信號：其中a，f₀，分別為信號的幅度、頻率和初相。設采樣時間為T，總采樣點數(shù)為N，將采樣序列分為兩個相同的序列，s₁(n)對應前N/2點，s₂(n)對應后N/2點，可記為：

$s_2\left(n\right)=s_1\left(n\right)\·e^{{\mathrm{j\πf}}_{0}T}---\left(6\right)$

分別對s₁(n)，s₂(n)進行N/2點DFT,得到離散頻譜：

$S_2\left(k\right)=S_1\left(k\right)e^{{\mathrm{j\πf}}_{0}T}---\left(8\right)$

其中A_k和分別為S₁(k)的幅度項和相位項：

$A_k=\frac{a\·sin\[\mathrm{\π}(k-f_{0}T/2)\]}{sin\[2\mathrm{\π}(k-f_{0}T/2)/N\]}---\left(9\right)$

根據(jù)式(9)知，S₁(k)和S₂(k)的幅度項完全一致。由式(10)可見，DFT最大譜線的相位包含信號頻率與DFT最大譜線位置的偏差信息。用φ₁和φ₂分別表示S₁(k)和S₂(k)在最大譜線處的相位，則兩者的差值分別為：

將上式帶入式(11)得：

可以得出初相φ₀的估計：

利用上述方法，可以得到n路正弦信號的相位：

${\mathrm{\θ}}_i=\frac{{\mathrm{\φ}}_i-{\mathrm{\φ}}_0}{90\·i},i=1,2,...,n-1$

θ₀＝0

2、誤差校正模型的建立。

根據(jù)以上求得的ADC的偏置誤差Δ_i,增益誤差K_i，相位誤差θ_i，以第一通道為基準設計相位誤差、增益誤差和偏置誤差校正環(huán)節(jié)。

(1)偏置誤差校正

為了消除ADC間的偏置誤差，我們讓每路ADC采樣后都加上固定的直流偏置Δ_i，從而達到消除偏置誤差對采樣的影響。

(2)增益誤差的校正

為了消除ADC間的增益誤差，將后面n-1路信號都乘以與第一路信號的幅度比K_i，這樣就使后n-1路信號都與第一路信號的增益保持一致。從而消除通道間的增益誤差。

(3)相位誤差校正

本例采用FARROW結(jié)構(gòu)的高效實時校正算法實現(xiàn)對相位誤差的實時校正。FARROW濾波器的傳遞函數(shù)為：

$H_K\left(Z\right)=\underset{m=0}{\overset{p}{\Σ}}\[\underset{n=0}{\overset{N-1}{\Σ}}{c}_m\left(n\right)z^{-n}\]\·a_k^m=\underset{m=0}{\overset{p}{\Σ}}{C}_m\left(z\right)a_k^m---\left(14\right)$

在實際應用中，一般取N＝3～5即可滿足要求。本例選取N＝4，得到：

$H_K\left(Z\right)=C_0\left(z\right)+C_1\left(z\right)a_k^1+C_2\left(z\right)a_k^2+C_3\left(z\right)a_k^3---\left(15\right)$

我們只需要改變?yōu)V波器的參數(shù)a_k就可以獲得相應的延遲，而不改變?yōu)V波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而補償了采樣的相位延遲。

AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口對校正后數(shù)據(jù)的組包主要是對數(shù)據(jù)進行微片處理、加上頭微片、尾微片等信息，封裝成能夠在路由網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀格式。

三、路由器網(wǎng)絡

基于FPGA芯片的路由器網(wǎng)絡即片上網(wǎng)絡(NoC)通信構(gòu)架，該路由器網(wǎng)絡包括若干個路由器。路由器之間由外部通道相互連接，構(gòu)成規(guī)則的2維網(wǎng)格(2D-Mesh)拓撲結(jié)構(gòu)。路由器之間采用基于虛通道技術(shù)的蟲洞數(shù)據(jù)交換機制，路由算法采用X-Y路由算法。各路由器配有路由器資源網(wǎng)絡接口，路由器資源網(wǎng)絡接口為雙向的數(shù)據(jù)流向接口，各路由器資源網(wǎng)絡接口經(jīng)雙向內(nèi)部通道分別連接資源節(jié)點即片外AD數(shù)據(jù)采集模塊。

片上網(wǎng)絡中處理單元產(chǎn)生的數(shù)據(jù)稱為消息(message)，在片上網(wǎng)絡中將消息分成固定長度的數(shù)據(jù)包(packet)。數(shù)據(jù)包的大小根據(jù)具體情況設定，可以是幾個字節(jié)，也可以是一片內(nèi)存區(qū)內(nèi)的所有信息。在一個時鐘周期內(nèi)，路由節(jié)點之間所交換的信息單元稱為微片(flit)。一個數(shù)據(jù)包由多個微片構(gòu)成，且微片寬度決定了資源節(jié)點之間以及路由節(jié)點之間的通道帶寬。一般情況下，一個數(shù)據(jù)包由多個數(shù)據(jù)微片組成。如圖4所示，在本實施例中，片上網(wǎng)絡中傳輸?shù)南⒎殖晒潭ㄩL度的多個數(shù)據(jù)包，每一個數(shù)據(jù)包有8個微片(flit)，每個數(shù)據(jù)包具有一個頭微片、6個數(shù)據(jù)微片和一個尾微片。頭微片包括微片類型、信息標志、路徑信息、目的地址和數(shù)據(jù)包源地址。尾微片表示數(shù)據(jù)包的終結(jié)。數(shù)據(jù)微片是傳遞的有效數(shù)據(jù)，處于頭微片和尾微片之間。本例設計的每個微片有18位，前兩位為微片類型信息，微片類型信息01表示頭微片，10表示尾微片，00表示數(shù)據(jù)微片。資源網(wǎng)絡接口對經(jīng)過的數(shù)據(jù)包的微片加入微片類型信息，數(shù)據(jù)包在資源節(jié)點發(fā)出時各微片為16位。

路徑信息標識著數(shù)據(jù)在片上網(wǎng)絡傳輸?shù)穆窂剑?位2進制數(shù)表示，每一位的數(shù)字對應數(shù)據(jù)經(jīng)過的相應路由器的傳輸路徑，當該位的路徑信息為1，表示沿X方向傳輸，為0則沿Y方向傳輸。路由器讀取數(shù)據(jù)包頭微片中的路徑信息，確定數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的路徑。在數(shù)據(jù)傳輸過程中每經(jīng)過一個路由器路徑信息自動加1。如源路由器發(fā)出的數(shù)據(jù)包頭微片中的路徑信息為0000，讀取路徑信息的第0位為0，故源路由器發(fā)出的該數(shù)據(jù)包沿Y方向傳輸。數(shù)據(jù)傳到了下一個路由器時路徑信息加1變?yōu)?001，讀取路徑信息的第1位為0，此路由器將該數(shù)據(jù)包仍沿Y方向傳輸。

數(shù)據(jù)包在片上網(wǎng)絡中的傳輸流程如下：首先由資源節(jié)點將打包好的數(shù)據(jù)以及相關握手信號發(fā)送到本地的資源網(wǎng)絡接口，該資源網(wǎng)絡接口根據(jù)數(shù)據(jù)信息給數(shù)據(jù)包的微片添加微片類型信息，然后向本地路由器發(fā)送申請，本地路由收到請求信號后反饋給本地資源網(wǎng)絡接口應答信號，令其將數(shù)據(jù)存入資源網(wǎng)絡接口的數(shù)據(jù)緩存器中；資源網(wǎng)絡接口根據(jù)頭微片中攜帶的目的地址信息將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)緩存器中取出，通過資源網(wǎng)絡接口的交換開關，由目的方向輸出端口輸出，進入到下一個路由器中，如此便完成了從一個路由器到下個路由器的數(shù)據(jù)傳輸。

四、以太網(wǎng)模塊

以太網(wǎng)模塊主要采用Verilog HDL硬件編程語言實現(xiàn)，采用UDP協(xié)議進行通信，具有m個相同的數(shù)據(jù)發(fā)送通道。每個數(shù)據(jù)發(fā)送通道主要由UDP組包模塊、流量控制模塊和三速以太網(wǎng)接口IP核構(gòu)成。以太網(wǎng)模塊配有以太網(wǎng)資源網(wǎng)絡接口，該以太網(wǎng)資源網(wǎng)絡接口主要作用是查詢路由器資源網(wǎng)絡接口，對數(shù)據(jù)進行解包、組包向以太網(wǎng)模塊提交數(shù)據(jù)，是連接路由器和以太網(wǎng)模塊的橋梁。

五、NIOSⅡ軟核模塊

NIOSⅡ軟核模塊主要功能是接收人機交互界面數(shù)據(jù)、AD通道采集方式控制和千兆以太網(wǎng)控制。AD通道采集方式主要分為獨立采樣模式和時間交替采樣模式。獨立采樣模式即通道間相互獨立的數(shù)據(jù)采集，如圖7所示，每個AD數(shù)據(jù)采集通道間互不影響，獨立的采集各自通道的信號，每一通道的信號源也都是獨立的。時間交替采樣模式即通道間并行數(shù)據(jù)采集，如圖8所示，其被選中的n個AD數(shù)據(jù)采集通道交替采集同一路信號，每路AD采樣電路的時鐘之間依次相差360/n度，這樣就可以達到高速數(shù)據(jù)采集的目標，交替采樣的最高采樣率為單路采集速率的n倍。千兆以太網(wǎng)控制主要是指為由硬件構(gòu)成的以太網(wǎng)模塊設置相應的MAC地址、源IP地址、目的IP地址等。

六、上位機

上位機即人機交互界面由C#編程實現(xiàn)，主要工作是對相關通道協(xié)同工作的控制，AD通道采樣方式的選擇，AD采樣的速率、時間、啟停的控制，以及完成AD采集數(shù)據(jù)的校正等。

AD采集的數(shù)據(jù)在整個系統(tǒng)中的傳輸流程如下：首先，人機交互界面發(fā)指令對AD數(shù)據(jù)采集工作模式進行設置、各模塊初始化、確定校正參數(shù)、發(fā)啟動數(shù)據(jù)采集命令等。然后由AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口模塊對采集的數(shù)據(jù)進行校正，之后把校正后的數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)包并發(fā)送到片上網(wǎng)絡，片上網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到以太網(wǎng)資源網(wǎng)絡接口，以太網(wǎng)資源網(wǎng)絡接口將數(shù)據(jù)傳送給以太網(wǎng)模塊，以太網(wǎng)模塊對接收到的數(shù)據(jù)按UDP協(xié)議封裝成數(shù)據(jù)幀，經(jīng)由幀同步模塊和三速以太網(wǎng)接口將數(shù)據(jù)傳送給人機交互界面。最后，由人機交互界面對數(shù)據(jù)進行相應的處理。

上述基于片上網(wǎng)絡的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作流程即基于片上網(wǎng)絡的高速數(shù)據(jù)采集方法，如圖6所示，主要分為以下六個步驟：

步驟Ⅰ、人機交互界面發(fā)指令對AD數(shù)據(jù)采集工作模式進行設置、各模塊初始化、確定校正參數(shù)、發(fā)啟動數(shù)據(jù)采集命令等。

步驟Ⅱ、AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口模塊對采集的數(shù)據(jù)進行校正并對校正后的數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)包。

AD采集數(shù)據(jù)的校驗主要分為三個步驟：

步驟Ⅱ-1：增益失配校正，主要方法是加入乘因子K_i，以第一路ADC為基準對每一個信號點的數(shù)據(jù)乘以乘因子進行處理，達到各通道間增益失配校正的目的。

步驟Ⅱ-2：偏置失配校正，加入加因子Δ_i。以第一路ADC為基準對每一個信號點的數(shù)據(jù)加上加因子進行處理，達到各通道間偏置失配校正的目的。

步驟Ⅱ-3：相位失配校正，加入FARROW濾波器。以第一路ADC為基準對每個信號點的數(shù)據(jù)進行實時相位校正，達到各通道間相位失配校正的目的。

每一個完整的數(shù)據(jù)包有8個微片，每個數(shù)據(jù)包具有一個頭微片、6個數(shù)據(jù)微片和一個尾微片；頭微片包括微片類型、信息標志、路徑信息、目的地址和數(shù)據(jù)包源地址，尾微片表示數(shù)據(jù)包的終結(jié)；數(shù)據(jù)微片是傳遞的有效數(shù)據(jù)，處于頭微片和尾微片之間；每個微片的前兩位為微片類型信息。

步驟Ⅲ、AD數(shù)據(jù)采集資源網(wǎng)絡接口在得到路由器資源網(wǎng)絡接口的發(fā)送允許后(Port_av有效)將數(shù)據(jù)緩存在路由器資源網(wǎng)絡接口中，路由器資源網(wǎng)絡接口在得到數(shù)據(jù)后向路由器節(jié)點發(fā)送寫請求信號，等到應答后，再將數(shù)據(jù)寫入到路由器節(jié)點中，完成一次AD資源網(wǎng)絡接口到路由器節(jié)點的寫數(shù)據(jù)過程。路由器節(jié)點根據(jù)頭微片中攜帶的目的地址信息選通路由器中的交換開關，數(shù)據(jù)由目的方向輸出端口輸出，進入到下一個路由器中，如此便完成了從一個路由器到下個路由器的數(shù)據(jù)傳輸。

步驟Ⅳ、數(shù)據(jù)到達目的路由器節(jié)點后，會緩存到路由器資源網(wǎng)絡接口中，由以太網(wǎng)資源網(wǎng)絡接口發(fā)出讀數(shù)據(jù)申請，從路由器資源網(wǎng)絡接口接收數(shù)據(jù)包，對數(shù)據(jù)包進行解包后交由以太網(wǎng)模塊。

步驟Ⅴ、以太網(wǎng)模塊對接收到的數(shù)據(jù)按UDP協(xié)議封裝成數(shù)據(jù)幀，經(jīng)由幀同步模塊和三速以太網(wǎng)接口將數(shù)據(jù)傳送給人機交互界面。

步驟Ⅵ、人機交互界面接收數(shù)據(jù)幀，對數(shù)據(jù)進行相應的處理，顯示波形。

本發(fā)明把片上網(wǎng)絡(Network-on-chip，NoC)技術(shù)應用到高速數(shù)據(jù)采集領域?；谄暇W(wǎng)絡的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心設計思想是將片上網(wǎng)絡采用的分組交換技術(shù)替代傳統(tǒng)的總線通信方式，實現(xiàn)了計算與通信的分離，每一個資源節(jié)點都工作在自己的時鐘域，而不同的資源節(jié)點之間則通過OCN(Open Computer Network)進行異步通訊，從而解決了龐大的時鐘樹所帶來的功耗、面積以及SoC通信的瓶頸問題，并解決了時鐘同步問題。片上網(wǎng)絡使用網(wǎng)絡替代總線有如下特點：1、具有良好的地址空間可擴展性，理論上可以集成的資源節(jié)點的數(shù)目不受限制；2、提供良好的并行通訊能力，從而提高數(shù)據(jù)吞吐率及整體性能；3、使用全局異步局部同步機制(Globally Asynchronous Locally Synchronous，GALS)，每一個資源節(jié)點都工作在自己的時鐘域，而不同的資源節(jié)點之間則通過OCN進行異步通訊，很好的解決了總線結(jié)構(gòu)單一時鐘同步的問題，從而徹底解決了龐大的時鐘樹所帶來的功耗和面積問題。

實施例表明，本發(fā)明在數(shù)據(jù)采樣速率、數(shù)據(jù)傳輸效率、芯片面積開銷和擴展性方面具有一定的優(yōu)勢。提供高速、高效的數(shù)據(jù)傳輸服務并且不需要額外的增加芯片面積的開銷。

上述實施例，僅為對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進一步詳細說明的具體個例，本發(fā)明并非限定于此。凡在本發(fā)明的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。