1 可重構測控系統的提出
測控系統一般是指基于計算機實現數據采集和控制的系統。測控系統在工業現場控制、家庭數字化管理、通信和網絡等方面應用廣泛，并不斷向低成本、高速、高性能、智能化、開放化方向邁進。但現代測控系統在設計和應用中仍然面臨不少的難題：
①設計速度難以適應產品更新換代的快速變化。一般測控系統的設計都是針對某個特定的任務，從設計到投入使用的周期至少1～2年，甚至長達4～5年。因此，在設計階段堪稱先進的方案往往在投入使用伊始就已落后了。
②設計方案功能固定，通用性差，難以滿足不同層次、不斷變化的用戶需求。測控系統設計針對具體用戶，配置各異，通用性較差。如何滿足不同用戶、不同層次的需要，尤其是多任務用戶需要是一大難題。
③虛擬儀器技術的應用使得軟件重構成為可能，但是達到還難以達到硬件重構和“即插即用”的效果。
因此，研究一種軟硬件可重構、開放化、普適性的測控系統，對于實現測控系統的快電感器生產廠家速、開放式設計，降低用戶使用成本具有很高的應用價值。本文基于現代測控系統的通用化結構特征和可重構的現場可編程門陣列FPGA技術的發展，提出一種可重構測控系統(Reconfigurable Mo—nitoring System，RMS)的設計構想，并給出其應用實例。
1．1 測控系統的結構模式和多任務特征
隨著計算機軟硬件技術和測控技術的不斷深入融合，現代測控系統在結構上呈現出通用化特征，即“系統前端(信息的數據采集(A／D))+數字信號處理(DSP)+系統后端(輸出(D／A)及顯示)”的模式。這種清晰的、通用化的結構模式為用戶實現測控系統的自組織、重定義和再利用創造了條件。
現代測控系統一般都具備多任務性，即系統需要同時完成幾個單獨的空間相關的(并行性)任務，或順序完成幾個時間相關的(順序性)任務。傳統的多任務設計方法，是通過增加硬件的數量，或加大軟件的控制功能來實現多任務性。一方面，增加了工程設計、調試的難度和成本，使得應用系統越來越龐大、復雜；另一方面，電路和軟件的復雜帶給用戶眾多的麻煩。可重構技術的出現為解決多任務問題提供了新的思路。
1．2 可重構技術與可重構器件
可重構技術是21世紀初以來信息技術的研究插件電感器熱點，是一種可以根據系統功能變化的需要重組自身資源，實現軟硬件結構自我優化、自我生成的計算機技術。可重構技術包括硬件重構和軟件重構兩個方面。根據應用任務的需要進行軟件重構，在傳統的系統設計中已普遍存在，而硬件重構(指系統的硬件邏輯結構發生改變)則是傳統的系統設計無法實現的。可重構技術的廣泛應用必須以提供可編程資源的可重構硬件為物質基礎。
隨著微電子技術的不斷發展，20世紀末出現的可編程邏輯器件(PLD)和可編程模擬器件(PAD)為測控系統的功能重構提供了硬件基礎。可重構器件主要包括以下幾種：
(1)可重構邏輯器件FPGA
FPGA的可編程器件是基于SRAM的，可以快速地重新編程，即所謂“現場可編程”。這一特性使FPGA獲得廣泛應用，并成為可重構測控系統發展的持續驅動力量。FPGA是構建可重構測控系統必不可少的關鍵器件。
(2)可重構模擬器件
可編程模擬器件(PAD)既屬于模擬集成電路，具有信號調理、模擬計算、中高頻應用等典型功能；又同PLD器件一樣，可由用戶通過現場編程和配置來改變其內部連接和元件參數，從而獲得所需要的電路功能。配合相應的開發工具，其設計和使用均可以像PLD一樣方便、靈活和快捷。例如Lattice公司的可編程模擬芯片ispPAC30內含4個輸入儀表放大器、2個獨立的內部可控參考源和2個增強型DAC，提供了系統與測控對象的模擬接口，可用于連接模擬輸入，實現系統的數據采集功能；利用其可編程功能，可針對不同應用重構其功能。但相對于可編程邏輯器件，可編程模擬器件問世較晚，品種偏少，還不能作為主流的可重構器件。
(3)可重構DSP器件
D一體電感器SP器件適用于計算密集、算法復雜、并發性和實時性要求突出的場合，如帶有智能邏輯的消費類產品、生物信息識別終端、帶有加解密算法的鍵盤、ADSL接入、實時語音壓解、虛擬現實顯示等。這類智能化算法一般運算量較大，特別是向量運算、指針、線性尋址等較多，這些正是DSP處理器的長處所在。但常規的D塑封差模電感電感器SP無硬件重構功能，而支持DSP器件硬件重構的技術尚在研發中，難以投入大規模的應用。當然，可以通過傳統的軟件重構設計實現DSP功能重定義，但這不是我們在此討論的內容。一種實現可重構DSP器件的實用方法是利用FPGA器件實現可重構的DSP功能(如參考文獻)，其實質是以可重構的FPGA器件為基礎實現DSP功能的重構。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠