????????英創公司推出了支持多通道同步采樣ADC的工控主板ESM7080，板載了8路16位同步AD，最高采樣率可達200KSPS，關于具體的指標可以參考文章《英創推出多通道同步采樣ADC工控主板》中的介紹。

????????這套方案利用了CPU i.MX7D的異構核心優勢，使用Cortex-M4核心來控制8路AD，保證了數據讀取的實時性，M4讀取到數據后會通知Linux系統，再由Linux系統從緩沖區中將M4存放的數據一次性讀出。為了方便客戶的使用，英創公司提供了Linux系統上的專用驅動，將這8路AD作為了IIO子系統（Linux Industrial I/O Subsystem）中的設備，這樣用戶就可以通過標準的IIO接口操作來讀取AD數據，而不必關心和Cortex-M4核心相關的交互操作。下面就來介紹在ESM7080主板上采集數據的相關設置。

????????因為是實現的同步采樣，所以Linux系統中，將8路AD作為了一個整體的設備，設備目錄為/sys/bus/iio/devices/iio:device0/，目錄中的文件如下圖：

????????其中比較重要的幾個文件的說明如下：

表1 設備或目錄名稱簡介

in_voltage_sampling_frequency	設置或讀取當前采樣率
sampling_frequency_available	讀取in_voltage_sampling_frequency可以設置的有效值，具體見表2
in_voltage_scale	設置或讀取當前采樣電壓范圍，有兩個范圍，0表示-5v～+5v，1表示-10v～+10v
in_voltage_scale_available	讀取in_voltage_scale可以設置的值，即0和1
scan_elements（目錄）	用于使能連續采樣通道
trigger（目錄）	用于使能連續采樣的trigger
buffer（目錄）	用于開啟連續采樣

????????sampling_frequency_available可以讀取出支持的采樣率：

表2 設備名稱支持的采樣率（Hz）

sampling_frequency_available	20，40，100，200，400，1000，2000，4000，10000，20000，40000，100000，200000

????????表1中文件的讀取和寫入都可以通過標準文件的讀寫操作來實現，也可以通過libiio庫提供的函數接口來進行設置。

????????英創公司建議客戶還是通過libiio庫來實現連續采樣，在之前的文章中我們已經做過詳細的介紹《基于Linux IIO接口的波形采集》。因為ESM7080主板的AD也是基于IIO子系統提供的接口，所以程序是完全一致的，這里就不再贅述了。下面說明關于ESM7080的AD在使用的時候需要注意的一些地方。

????????因為將8個同步采樣的AD通道作為了一個整體設備，所以一次讀取出的數據是以16字節為單位的（一個通道16位為2個字節，一共8個通道），數據的具體排列方式如下：

表3 字節偏移量對應數據

0	通道1
2	通道2
4	通道3
6	通道4
8	通道5
10	通道6
12	通道7
14	通道8
16	通道1
...

????????關于采集數據的時候負載情況，我們實際測試在100K和200K采樣率下，連續采集并將數據寫入到磁盤的過程中，系統負載的情況如下：

表4 采樣率負載情況

200K	30%
100K	15%

????????根據表4的情況，可以看到在200K采樣率的情況下，還留有足夠的CPU資源給用戶進行處理數據。

????????下面是在100K采樣率下進行的一次波形采集測試。我們在通道1和通道2上分別接入了100Hz的正弦波和三角波，其余通道接入了一個固定電平信號，使用基于libiio實現的例程采樣了16000個點（每個通道2000個點），然后利用gnuplot工具將采樣值按照通道排列的格式繪制成曲線圖，結果如下：

????????可以看到圖中繪制每個通道采集的2000個點中，通道1和通道2剛好是2個周期。100K采樣率下，100Hz的波形每個周期應該是采樣1000個點，剛好是對應上的。另外6通道接入了固定電平信號，所以是一條直線。

????????對這套方案感興趣的客戶可以與英創公司的工程師聯系，索取相關資料和例程。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux工控主板的多通道高速并行采集方案（基于libiio）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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