1 產(chǎn)品概述

1.1 產(chǎn)品簡介

GY-DAQ-2680 一體化嵌入式 DAS 解調(diào)采集卡是面向分布式光纖聲波傳感（DAS）推出的板載 RK3588 處理器 + 高性能 FPGA一體化采集處理單元，采用 PCIe2.0 x4 實(shí)現(xiàn) FPGA 與 RK3588 高速數(shù)據(jù)交互，摒棄傳統(tǒng) x86 上位機(jī)依賴，實(shí)現(xiàn)信號采集、相位解調(diào)、本地運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲、人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)傳輸全流程一體化。

板載雙通道 14bit 高速 ADC，250MSps 同步采樣，內(nèi)置硬件相位解調(diào)算法，輸出原始采樣數(shù)據(jù) / 解調(diào)幅度、相位數(shù)據(jù)，相位可直接等效振動信號，無需后端二次解纏繞，大幅降低整機(jī)算力需求。依托 RK3588 八核高性能低功耗架構(gòu)，搭配豐富外設(shè)接口，整機(jī)尺寸緊湊、功耗低，適配戶外光纜探測、便攜式手持 DAS 設(shè)備、小型化現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)。

對比傳統(tǒng)分離式 FPGA 采集卡 + 工控機(jī)方案，本產(chǎn)品具備一體化集成、低功耗、小體積、免上位機(jī)、本地實(shí)時處理、多接口拓展核心優(yōu)勢，可獨(dú)立完成光纖傳感數(shù)據(jù)采集、解調(diào)、存儲、顯示、遠(yuǎn)程傳輸全業(yè)務(wù)。

1.2 核心優(yōu)勢

• 一體化異構(gòu)架構(gòu)：FPGA 負(fù)責(zé)高速 AD 采集與硬件解調(diào)，RK3588 負(fù)責(zé)本地?cái)?shù)據(jù)處理、人機(jī)交互、存儲與網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，板內(nèi) PCIe2.0 x4 高速互通，無需外置工控主機(jī)；
• 原生 DAS 硬件解調(diào)：內(nèi)置相干衰落抑制、全域相位解纏繞模塊，輸出相位數(shù)據(jù)直接作為振動信號，降低系統(tǒng)開發(fā)難度；
• 低功耗小型化：嵌入式 ARM 架構(gòu)，整機(jī)功耗遠(yuǎn)低于傳統(tǒng) x86 采集方案，適配電池供電手持、戶外設(shè)備；
• 豐富一體化外設(shè)：雙千兆網(wǎng)、4 路 USB、HDMI 顯示、音頻、SATA 存儲，支持觸摸屏人機(jī)交互；
• 超長距離采集：雙通道同步采集，支持 100km 以上光纜 DAS 監(jiān)測；
• 跨平臺兼容：RK3588 搭載 Linux 嵌入式系統(tǒng)，提供完整 SDK、驅(qū)動與二次開發(fā)例程；
• 高保真模擬前端：14bit 高分辨率、88dBc 無雜散動態(tài)范圍，信號采集精度穩(wěn)定。

1.3 典型應(yīng)用場景

• 戶外長距離光纜路由探測設(shè)備
• 便攜式手持 DAS 光纖振動監(jiān)測儀
• 小型化邊緣式光纖安防、管線監(jiān)測系統(tǒng)
• 野外無外接供電低功耗光纖傳感采集終端
• 現(xiàn)場實(shí)時解調(diào)、本地?cái)?shù)據(jù)存儲、本地可視化監(jiān)測設(shè)備

2 硬件架構(gòu)與核心參數(shù)

2.1 異構(gòu)處理單元

2.1.1 FPGA 采集解調(diào)單元

2.1.2 RK3588 嵌入式主控單元

2.2 一體化外設(shè)接口（板載全部引出）

• 網(wǎng)絡(luò)接口：2 路千兆以太網(wǎng)，支持本地局域網(wǎng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上傳、設(shè)備組網(wǎng)；
• USB 接口：4 路 USB Host，可外接觸摸屏、U 盤、無線模塊、傳感器外設(shè)；
• 顯示接口：1 路 HDMI，支持觸摸屏驅(qū)動，本地實(shí)時波形 / 光纜數(shù)據(jù)可視化；
• 音頻接口：1 路標(biāo)準(zhǔn)音頻口，支持振動異常報(bào)警聲音輸出；
• 存儲接口：1 路 SATA3.0，可外接 2.5 寸硬盤，本地海量 DAS 數(shù)據(jù)存儲；
• 射頻采集通道：Ch1、Ch2（MMCX 射頻接口）；
• 觸發(fā)接口：Trig-in（外部觸發(fā)輸入）、Trig-out（同步觸發(fā)輸出）。

2.3 供電、功耗與環(huán)境指標(biāo)

3 板載接口定義

3.1 采集卡信號接口

• Ch1：DAS 采集通道 1，50Ω 射頻輸入；
• Ch2：DAS 采集通道 2，50Ω 射頻輸入；
• Trig-in：外部同步觸發(fā)輸入，3.3V 電平；
• Trig-out：采集同步脈沖輸出，3.3V/5V 電平軟件切換；

3.2 主控外設(shè)接口

• 2× 千兆 RJ45 以太網(wǎng)；
• 4×USB2.0/3.0 復(fù)用接口；
• HDMI 顯示輸出；
• 3.5mm 音頻輸入輸出接口；
• SATA 硬盤接口；
• 12V 直流電源輸入端子。

3.3 板內(nèi)互聯(lián)總線

• PCIe2.0 x4：FPGA 采集單元 ? RK3588 主控單元，負(fù)責(zé)解調(diào)數(shù)據(jù)、原始采樣數(shù)據(jù)流、控制指令雙向高速交互。

4 軟件與開發(fā)支持

• 驅(qū)動適配：嵌入式 Linux 驅(qū)動完整適配 RK3588 與 FPGA 采集模塊；

• 功能模式

模式 1：FPGA 硬件解調(diào)模式，直接上傳幅度 + 相位數(shù)據(jù)，相位等效振動信號；

模式 2：原始采樣透傳模式，RK3588 接收原始 ADC 數(shù)據(jù)，用戶本地自定義解調(diào)算法；

• 開發(fā)資源：提供 C/C++ SDK、Python 開發(fā)例程、波形可視化工具、觸摸屏界面開發(fā)模板；

• 本地功能支持：本地?cái)?shù)據(jù)緩存、SATA 硬盤離線存儲、千兆網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸、AI 振動事件識別、聲光報(bào)警聯(lián)動。