GY-DAQ-2680 一体化嵌入式DAS高速解调采集卡
GY-DAQ-2680
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1 产品概述
1.1 产品简介
GY-DAQ-2680 一体化嵌入式 DAS 解调采集卡是面向分布式光纤声波传感（DAS）推出的板载 RK3588 处理器 + 高性能 FPGA一体化采集处理单元，采用 PCIe2.0 x4 实现 FPGA 与 RK3588 高速数据交互，摒弃传统 x86 上位机依赖，实现信号采集、相位解调、本地运算、数据存储、人机交互、网络传输全流程一体化。
板载双通道 14bit 高速 ADC，250MSps 同步采样，内置硬件相位解调算法，输出原始采样数据 / 解调幅度、相位数据，相位可直接等效振动信号，无需后端二次解缠绕，大幅降低整机算力需求。依托 RK3588 八核高性能低功耗架构，搭配丰富外设接口，整机尺寸紧凑、功耗低，适配户外光缆探测、便携式手持 DAS 设备、小型化现场监测系统。
对比传统分离式 FPGA 采集卡 + 工控机方案，本产品具备一体化集成、低功耗、小体积、免上位机、本地实时处理、多接口拓展核心优势，可独立完成光纤传感数据采集、解调、存储、显示、远程传输全业务。
1.2 核心优势
- 一体化异构架构：FPGA 负责高速 AD 采集与硬件解调，RK3588 负责本地数据处理、人机交互、存储与网络转发，板内 PCIe2.0 x4 高速互通，无需外置工控主机；
- 原生 DAS 硬件解调：内置相干衰落抑制、全域相位解缠绕模块，输出相位数据直接作为振动信号，降低系统开发难度；
- 低功耗小型化：嵌入式 ARM 架构，整机功耗远低于传统 x86 采集方案，适配电池供电手持、户外设备；
- 丰富一体化外设：双千兆网、4 路 USB、HDMI 显示、音频、SATA 存储，支持触摸屏人机交互；
- 超长距离采集：双通道同步采集，支持 100km 以上光缆 DAS 监测；
- 跨平台兼容：RK3588 搭载 Linux 嵌入式系统，提供完整 SDK、驱动与二次开发例程；
- 高保真模拟前端：14bit 高分辨率、88dBc 无杂散动态范围，信号采集精度稳定。
1.3 典型应用场景
- 户外长距离光缆路由探测设备
- 便携式手持 DAS 光纤振动监测仪
- 小型化边缘式光纤安防、管线监测系统
- 野外无外接供电低功耗光纤传感采集终端
- 现场实时解调、本地数据存储、本地可视化监测设备
2 硬件架构与核心参数
2.1 异构处理单元
2.1.1 FPGA 采集解调单元
| 参数项 | 规格指标 |
|---|---|
| ADC 通道 | 双通道同步采集（Ch1/Ch2） |
| ADC 分辨率 | 14bit |
| 采样率 | 250MSps 双通道同步实时采样 |
| 模拟输入 | 直流耦合，50Ω 标准射频输入阻抗 |
| 输入电压范围 | 2Vpp |
| 模拟带宽 | 0~100MHz |
| 可调偏置 | ±1V 软件可调，最大化 ADC 量程利用率 |
| 动态性能 | SFDR 最高 88dBc |
| 内置算法 | 硬件相位全解调、相干衰落抑制、偏振分集、全域解缠绕 |
| 数据传输带宽 | FPGA ↔ RK3588：PCIe2.0 x4 |
| 触发功能 | Trig-in 外部 3.3V 触发输入；Trig-out 3.3V/5V 可选采集脉冲输出 |
2.1.2 RK3588 嵌入式主控单元
| 参数项 | 规格指标 |
|---|---|
| 主处理器 | 瑞芯微 RK3588 8nm 八核处理器（4×A76+4×A55） |
| GPU | Mali-G610 MP4，支持 HDMI 显示输出、触摸屏渲染 |
| NPU | 6TOPS 算力，支持振动信号 AI 识别、特征提取本地运算 |
| 板内总线 | PCIe2.0 x4，接收 FPGA 解调 / 原始采样数据 |
| 操作系统 | 嵌入式 Linux，支持本地应用自主开发 |
2.2 一体化外设接口（板载全部引出）
- 网络接口：2 路千兆以太网，支持本地局域网、远程数据上传、设备组网；
- USB 接口：4 路 USB Host，可外接触摸屏、U 盘、无线模块、传感器外设；
- 显示接口：1 路 HDMI，支持触摸屏驱动，本地实时波形 / 光缆数据可视化；
- 音频接口：1 路标准音频口，支持振动异常报警声音输出；
- 存储接口：1 路 SATA3.0，可外接 2.5 寸硬盘，本地海量 DAS 数据存储；
- 射频采集通道：Ch1、Ch2（MMCX 射频接口）；
- 触发接口：Trig-in（外部触发输入）、Trig-out（同步触发输出）。
2.3 供电、功耗与环境指标
| 参数类别 | 规格 |
|---|---|
| 输入供电 | 12V DC |
| 整机最大功耗 | <30W |
| 工作温度 | -20℃ ~ +60℃ |
| 存储温度 | -40℃ ~ +85℃ |
| 机械尺寸 | 184mm (L) × 176mm (W) × 26.9mm (D) |
3 板载接口定义
3.1 采集卡信号接口
- Ch1：DAS 采集通道 1，50Ω 射频输入；
- Ch2：DAS 采集通道 2，50Ω 射频输入；
- Trig-in：外部同步触发输入，3.3V 电平；
- Trig-out：采集同步脉冲输出，3.3V/5V 电平软件切换；
3.2 主控外设接口
- 2× 千兆 RJ45 以太网；
- 4×USB2.0/3.0 复用接口；
- HDMI 显示输出；
- 3.5mm 音频输入输出接口；
- SATA 硬盘接口；
- 12V 直流电源输入端子。
3.3 板内互联总线
- PCIe2.0 x4：FPGA 采集单元 ↔ RK3588 主控单元，负责解调数据、原始采样数据流、控制指令双向高速交互。
4 软件与开发支持
- 驱动适配：嵌入式 Linux 驱动完整适配 RK3588 与 FPGA 采集模块；
- 功能模式
模式 1：FPGA 硬件解调模式，直接上传幅度 + 相位数据，相位等效振动信号；
模式 2：原始采样透传模式，RK3588 接收原始 ADC 数据，用户本地自定义解调算法；
- 开发资源：提供 C/C++ SDK、Python 开发例程、波形可视化工具、触摸屏界面开发模板；
- 本地功能支持：本地数据缓存、SATA 硬盘离线存储、千兆网远程传输、AI 振动事件识别、声光报警联动。
