RK3568+FPGA多通道AD采集处理与显示技术解析

在工业自动化和智能控制领域，多通道模拟数字转换器(ADC)的采集、处理与显示是至关重要的技术环节。随着技术的不断进步，基于高性能处理器和可编程逻辑门阵列(FPGA)的解决方案逐渐成为市场主流。本文将详细介绍基于瑞芯微RK3568J处理器与紫光同创Logos-2 FPGA的多通道AD采集处理与显示系统，展示其技术特点、应用场景及实现方式。

技术背景与硬件平台

瑞芯微RK3568J处理器

瑞芯微RK3568J是一款高性能的四核ARM Cortex-A55处理器，主频高达1.8GHz/2.0GHz，具备出色的计算能力和丰富的外设接口。该处理器内置Mali-G52-2EE GPU，支持1080P@60fps H.265/H.264视频编码和4K@60fps视频解码，并内置1TOPS算力的NPU，适用于多种复杂计算任务。RK3568J以其出色的性能和稳定性，广泛应用于工业控制、智能安防、医疗仪器等领域。

紫光同创Logos-2 FPGA

紫光同创Logos-2 FPGA以其高性能、低功耗和灵活的编程能力，成为众多嵌入式系统设计的首选。它支持多种标准接口和高速通信协议，能够轻松实现复杂的数据处理和逻辑控制。在本案例中，Logos-2 FPGA与RK3568J处理器协同工作，通过PCIe 2.0、FSPI、I2C、GPIO等多种接口实现高效的数据交换和协同处理。

创龙科技TL3568F-EVM评估板

创龙科技TL3568F-EVM评估板是基于RK3568J和Logos-2 FPGA设计的异构多核国产工业评估板。该评估板由核心板和评估底板组成，所有元器件均采用国产工业级方案，国产化率100%。核心板内部RK3568J与Logos-2通过PCIe 2.0、FSPI等接口连接，并引出多种工业标准接口，如SATA、GMAC、USB、HDMI等，方便用户进行二次开发和测试。

系统架构与实现

系统架构

本案例的系统架构主要包括FPGA端和ARM端两大部分。FPGA端负责多通道AD数据的采集和初步处理，而ARM端则负责数据的接收、进一步处理及显示。具体来说，FPGA端通过ADC模块采集多通道模拟信号，并将其转换为数字信号;ARM端CPU3核心运行RT-Thread(RTOS)程序，通过FSPI总线从FPGA端接收AD数据，并通过rpmsg将数据传输至Linux应用程序。Linux应用程序对接收到的数据进行处理，转换为电压值，并通过Qt框架在显示屏上显示波形。

实现方式

硬件连接：将创龙科技TL7606P模块连接至评估板FPGA EXPORT接口，将HDMI显示器连接至评估板HDMI OUT接口。同时，使用Type-C线将评估板USB TO UART2串口连接至PC机，用于调试和监控。

环境搭建：在Ubuntu 18.04.4 64bit虚拟机上搭建开发环境，包括U-Boot、Linux内核、Linux SDK及AMP SDK等。将FPGA端的可执行程序固化至FPGA运行，将amp.img镜像文件固化至评估板，以运行RT-Thread(RTOS)程序。

数据采集与处理：FPGA端通过ADC模块采集多通道AD数据，并通过FSPI总线传输至ARM端。ARM端CPU3核心运行RT-Thread程序，通过rpmsg机制将接收到的AD数据发送至Linux应用程序。Linux应用程序对数据进行处理，包括滤波、转换等，以获取电压值。

波形显示：Linux应用程序将处理后的电压值通过Qt框架在HDMI显示屏上显示波形。支持单步模式和连续模式，单步模式显示静态波形，连续模式实时显示动态波形。

应用场景与优势

应用场景

RK3568J+FPGA多通道AD采集处理与显示系统广泛应用于工业自动化、智能控制、医疗仪器等领域。具体包括但不限于小电流选线、继电保护测试仪、运动控制器、医疗内窥镜、血液分析仪、目标识别跟踪等。通过该系统，用户能够实现对多通道模拟信号的实时采集、处理与显示，提高系统的精度和可靠性。

优势

高性能：RK3568J处理器和Logos-2 FPGA的强强联合，确保了系统的高性能和高可靠性。

灵活性：FPGA的可编程性使得系统能够灵活应对不同的应用需求，