借助智能DAQ, 获得高级数据采集技术

　　上图既没有针对全局通道、采样时钟、触发的配置函数，也没有开始、停止和清除等任务。 所有内容都被1个简单的模拟I/O读取所取代;全部定时都为本地LabVIEW结构(如：While循环和条件结构)所控制。由于整个程序框图均在 FPGA硬件内执行，LabVIEW代码的运行便体现出硬件定时的速度和可靠性。

　　让我们更深入地了解一下该程序框图的运行方式。 模拟I/O节点并不指定某个采样速率，而使用For循环采集各个样本。 与之对应的ADC在I/O节点被调用时，负责对输入信号进行实际数字化，因而通过For循环接受定时。 若想在100 kHz的频率下进行信号采样，针对循环的延迟就必须设定为10 µs。 循环的定时器函数从第2轮循环迭代开始便确保着特定的时间延迟，用户因而能够通过顺序结构保证样本之间存在着指定的时间间隔。 NI LabVIEW FPGA中功能强大的条件结构，实际代表了用于封装各类代码的硬件触发。 由于所有的函数和结构都通过逻辑单元在硬件内运行，所以条件结构确保开始具有实时10 µs时间精度的采样。 最后需指出的是，由于操作位于硬件层，只涉及几个层次的抽象处理，因此用户无需清除任务ID或释放内存。

　　就基于FPGA的智能DAQ硬件而言，其真正的优势是能够定制各类定时和触发，并在硬件中进行信号处理和决策。 现在让我们了解一下：针对某类自定义应用，需对模拟输入触发做出哪些修改。 若我们希望在2路模拟输入通道的某路电压超过指定范围时便触发采集，又该如何修改呢? 借助NI LabVIEW FPGA，此类任务的执行易如反掌。

　　图 3. 通过智能DAQ和NI LabVIEW FPGA实现的自定义触发式模拟输入

　　这里，我们已经为程序框图添加了第2个I/O节点和第2个比较函数，以及1个布尔“或”函数。 智能DAQ硬件为所有的模拟输入通道提供专用ADC，因而2路通道能够接受同步采样;同时，只要任何1路通道的电压超过了指定范围，条件结构便会执行 “真”条件，并开始以10 µs时间精度进行采样。 请记住：缺少智能DAQ便不可能生成类似的触发;在其他DAQ硬件上应用时，触发需要具有更高延迟的软件定时来实现。 如果此后我们希望通过扩展将监控范围从2路通道延伸至全部8路通道，甚至希望添加数字触发，就需要简化自定义代码。 添加预触发扫描后，用户便可对输入通道不断进行采样并将数据传送至FIFO缓冲器。 触发器一旦接受读取，FIFO缓冲器和此后的采样便可经由DMA通道，被传送至主机。

　　如果我们希望借助NI-DAQmx驱动，对第2模拟输入通道进行采样，则该程序框图与图1所示的内容相差无几。然而限制依然存在，因为2路通道均被迫引用 相同的触发器并以相同的时钟频率进行采样。 现在我们来看看：智能DAQ和NI LabVIEW FPGA帮助实现的各类多通道采样。

　　图4. 通过智能DAQ实现的触发式同步模拟输入

　　图4(上图)展现了：如何基于模拟输入通道0中的模拟触发器，对2路不同的模拟输入通道进行同步采样。由于智能DAQ设备均配有独立的ADC，在同一 I/O节点中的2路通道可在完全相同的时刻接受采样。 典型的多功能DAQ设备可通过一个ADC多路复用所有通道，因此，各路通道必须共享相同的采样时钟和触发线。 图5(下图)展现了：智能DAQ硬件其实能够以独立的速率，对不同的模拟输入通道进行采样。 在独立回路中放置模拟输入I/O节点后，每路通道会以完全不同的速率进行采样，然后各自通过2条DMA通道读写硬盘。