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数据采集系统对于设备的实时监测和科学实验有着重要的作用,在现代工业生产、科学实验、日常出行等方面有着广泛的应用,如车间的机床,高速运转的汽车发动机,风力发电机,水力发电机,以及科学实验过程,甚至是行驶过程中的动车,飞行过程中的直升飞机,都会有数据采集的需求。随着科学技术的高速发展,科研人员或者工程师们所面临的信号处理需求越来越复杂,对原始数据采集速度要求越来越快,对采样精度要求越来越高,因此对于高速高精度数字采集设备的研究变得越来越重要。近年来,各种芯片设计技术的发展迅猛,如模拟数字转换芯片的精度越来越高,速度越来越快,控制芯片的集成度和工作主频越来越高,特别是最近几年出现了ARM与FPGA集成的SOC芯片,如Altera公司的SoC FPGA,Xilinx公司的Zynq-7000系列等器件,更是简化了数据采集设备的硬件设计。Zynq-7000系列是Xilinx公司的SoC,它是以双核或者单核ARM Cortex-A9与基于28nm工艺的FPGA为核心组成部分,同时包含了片上存储空间和外部存储控制器,以及一系列丰富的外设接口总线。本文以Linux作为嵌入式操作系统,以Labview作为控制界面的开发工具,以Zynq-7000系列的XC7Z020作为核心器件,以DDR作为程序和数据存储空间,以同步8通道24-bit的AD7768作为模数转换芯片,以32-bit的AK4490作为数模转换芯片,采用以太网和USB接口作为本设计的通信接口。本设计包含数字逻辑、嵌入式通信控制和上位机界面三大部分,论文从硬件器件选型,各个模块的逻辑设计,FPGA与ARM之间的数据交互,数字通信接口的实现以及控制界面的设计等方面进行阐述,对逻辑控制的各个模块进行仿真,对数字通信协议进行了软件验证,并且对系统进行了包括上位机控制,数字通信,以及输出接口和输入接口的完整测试,成功实现了多通道数据采集器的设计。