基于ARM+FPGA异核架构的MYC-JX8MMA7核心板的工业数据与数据采集应用
2022-12-01
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来源：米尔电子
随着通信与网络技术、互联网的发展，工业管理数据化、网络化、智能化已成大势所趋，利用工业物联网完成工业控制是智慧工厂中必不可少的一部分。传统的控制与数据采集系统，主机一旦需要同时与多个数据采集设备保持高速通信，并要承担更复杂的数据处理、保持高清的多媒体显示等功能，传统的工业数据采集硬件系统就相形见绌了。而基于ARM和FPGA架构的嵌入式系统自带丰富外设接口，具备高清显示、高速传输等功能，还可以并行完成对于工业数据高速采集任务。是工业4.0硬件升级必备选择之一。
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工业数据采集控制系统主要分两大结构。首先是数据采集系统，以FPGA处理器为主，主要用于工业协议数据的高速采集和获取；其次是嵌入式控制平台，以ARM处理器为主，作为主控中心进行各模块的协调管理和资源调度，同时接收FPGA端数据、结果可视化以及人机交互。利用通信模块将获取的数据传输到工业MES+ERP系统上，既降低人工数据录入的风险，又减少人力资源的浪费。
工业数据采集控制系统-框架图
工业数据采集控制系统，主要可以分为高速数据采集系统和嵌入式人机交互系统，两大系统是构成工业自动化数据采集系统重要组成部分，是工业4.0升级必不可少的工业系统之一。
工业数据采集控制系统-流程图
高速数据采集系统：FPGA芯片+工业信号采集系统，共同组成的高速数据采集系统是快速获取工业信息数据的重要途径。通过外部各种数据采集模块，例如摄像头，位移传感器，高精度ADC采样模块等，FPGA芯片把各模块的数据信号进行并行采样处理，存储。从而实现高速工业数据采集功能。
嵌入式人机交互系统：人机交互系统作为整个系统的核心，一方面通过SPI/PCIE发送采集指令信号给到信号控制系统FPGA进行数据采集，数据采集处理后通过SPI/PCIE上传到ARM芯片进行数据处理和分析。另一方面可以通过USB连接鼠标键盘，人工输入指令，进行脚本自动抓取数据，并通过触摸显示系统进行数据结果展示；还可以通过网络上传工业MES+ERP系统，对工业数据进行云存储。
基于MYC-JX8MMA7的工业数据采集控制系统图
满足高速数据采集需求
MYC-JX8MMA7核心板搭载的Xilinx Artix-7对标Zynq 7010的FPGA资源，满足【数据采集系统】的高速数据采集的需求。
优异的人机交互和实时操控功能
MYC-JX8MMA7核心板搭载的NXP i.MX8M Mini芯片具备4颗Cortex-A53内核和Cortex-M4内核能够提供出色的数据处理能力和人机交互界面，并且可以实时操控电机驱动模块，满足【实时操控系统】的数据处理、任务调度和人机交互要求。
高速通信能力
MYC-JX8MMA7核心板MPU与FPGA之间采用PCIE高速通信，高达200~300MB/S的通信能力，满足数据的快速传输需求。
为了方便开发者进行前期功能评估和软件调试，米尔同时开发了MYD-JX8MMA7开发板，助力产品开发。
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