基于SOPC的8通道地震数据采集系统设计
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摘要：针对多通道地震仪在并行数据采集和降低功耗方面所面临的问题，提出基于可编程片上系统（system on a programmable chip"s0PC）的多通道数据并行采集方案。该采集系统包括前端采集电路、以太网通信电路以及FPGA主控制系统，采集电路包括模拟开关、程控放大器、前端调理电路以及A/D、D/A转换器。基于FPGA控制系统开发符合AMBA（advanced mierocontroller bus architecture）总线标准的多通道并行采集控制器IP核。通过对采集系统进行测试，证明该采集系统能够稳定可靠运行，可实现并行数据同步采集，有效降低地震仪功耗，整机功耗为2.38w。
关键词：可编程片上系统；低功耗；TP核；数据采集
文献标志码：A 文章编号：1674-5124（2016）03-0073-04
0.引言
地震勘探是一种常用的地球物理勘探方法.通常需要在多个地点进行数据的同步采集和传输，需要多条测线测量，一次地震勘探所涉及的数据采集范围可达几平方公里或数十平方公里，且工作环境恶劣。对于大型陆上地震勘探系统，功耗是一个重要问题，既直接决定整个勘探系统可连续工作时间，也会影响系统所需采取的供电方式。作为陆上地震勘探系统中数量最多的采集站，其功耗水平决定了整个地震勘探系统的功耗水平。相比于国外先进的地震数据采集系统，如法国Sercel公司的428系列陆上地震数据采集系统，我国国内研发的地震勘探仪器依然存在很大差距，特别是在功耗、体积方面难以满足勘探的需求。以吉林大学自主研制的有线遥测地震仪GEIST438系统为例，基于ARM（AT91RM9200）处理器，结合24位高精度A/D及FPGA可实现8通道地震数据同步采集，整机额定功耗达到4 w，因此整套仪器需配备大容量电池，导致野外工作便携性较差。