嵌入式软硬件定制开发项目案例｜成都万垒科技

本项目是一套 32 通道压力信号同步采集系统，设计基于 FPGA 控制 4 片 ADC（AD7606）实现 32 路通道并行采集，采样率不低于 1k，采样分辨率 16 bit，输入信号为 0-5V 的差分信号。

系统要解决的核心问题是同步。压力场测量、多点阵列测试这类应用需要各测点在同一时刻的读数才有对比意义，如果采用模拟开关轮流切换，通道之间会存在时间偏差，在动态压力下这种偏差会直接伪装成相位差。用 FPGA 统一驱动 4 片 AD7606，可以让 32 个通道在同一转换启动信号下完成采样。

AD7606 提供 16 位分辨率和片上输入钳位、二阶抗混叠滤波，配合前端的差分驱动与保护电路，可以较好地适配工业现场的 0-5V 差分压力变送器输出。PCB 设计上需要保证差分对等长、模拟地与数字地合理分区，并为核心电源提供足够去耦。

在 1k 采样率下，32 路每秒产生约 3.2 万点数据，系统侧需要设计好 FPGA 内部 FIFO、数据打包与上行接口，保证上位机能够持续稳定接收而不丢帧。

本项目可提供符合甲方要求的成品电路板一片，交付研发资料包含原理图、PCB 图和 FPGA 源代码，并配合完成样机联调、通道一致性测试与长时间稳定性测试，保留测试记录便于后续定型。

通道一致性是验收时最先被检查的指标。我们的做法是在同一标准信号源下对所有通道做轮询采集，统计各通道读数与标准值的偏差，并在固件中提供可选的校准系数，把系统性偏差补偿掉，使修正后的通道间差异收敛到可接受范围内。

上位机侧我们建议保留原始数据与修正后数据两套记录，便于后续追溯。原始数据用于判断漂移趋势，修正后数据用于实际分析。交付时提供数据格式说明，方便客户自行开发分析脚本。

关于同步触发，如果应用需要与外部事件对齐，我们可以在板卡上增加外部触发输入，让采样时刻由外部信号决定，并记录触发时间戳。这对冲击、瞬态压力等试验场景很有价值，建议在需求阶段一并提出。

系统交付后会附完整的通道误差记录，便于客户做后续验收与归档。

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本项目是一套 7 路压控应激驱动系统，提供 7 路电压输出，电压范围为 -5V 至 +5V，分辨率 0.1V，设备配有相应的引出接口与接地口，通过串口设置输出电压的脉宽与间隔，整个系统最终要确保稳定可用。

系统用于驱动晶体管阵列并测量响应电流脉冲，连接到受控单元后，通过串口与上位机（Python，客户自供）通信，把图像等信息参数转化为电压输出控制信号，通信协议与控制方式由双方协商确定。

7 路输出且每路独立可调，要求硬件上为每一路配置独立的 DAC 通道与后级驱动，并在 PCB 布局时做好通道间隔离，避免某一路切换时通过公共阻抗耦合到其他路。双极性输出范围则要求电源与放大电路在正负两端都保持良好的线性度。

脉宽与间隔通过串口设置，意味着固件要维护一套参数表并支持即时更新与查询。为保证时序精度，输出定时应由硬件定时器驱动，而不是在主循环里靠软件延时实现，否则串口通信会引入抖动。

系统对接的上位机由客户提供，因此项目前期我们会先与对方确认串口波特率、帧格式、校验方式、命令集和异常处理约定，并形成书面协议文档再进入实现。交付内容包括驱动板硬件、固件、协议文档、联调记录与测试报告，并配合完成与受控单元的联合验证。

输出精度方面，-5V 至 +5V、0.1V 分辨率意味着每一路都要保证足够的线性度与低失调。我们在硬件上会选用低温漂基准与匹配电阻，在固件上提供零点与增益校准，并在样机阶段逐路做负载调整率测试，确认带载后输出不出现明显跌落。

由于上位机由客户提供，联调阶段双方最需要对齐的是时序与异常处理：命令下发到输出响应的延迟、参数更新的生效时刻、非法参数的处理方式，以及通信中断时输出保持在安全状态。我们会把这些写进协议文档并逐条验证。

关于通道扩展，如果后续需要更多路输出，可以在现有架构下通过增加 DAC 与驱动通道实现，控制逻辑与通信协议基本不变。我们会在第一版设计中预留地址与命令空间，避免扩展时协议不兼容。

通信协议一旦定稿，建议双方各保留一份版本记录，避免后续升级时出现口径不一致。