时间:2022-06-27 08:31:14
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有人统计过,今年接到最多的手机垃圾短信写字楼招租广告语,就是“卖商铺”的短信,低首付、包租、高回报、即买即赚等广告语充斥市场,一些已经烂尾多年的商铺、裙楼项目等,也被重新包装再出江湖。包括万科、合生创展等在内的多家大型开发商都不约而同地推出旗下楼盘配套的商业项目。不过,销售力度虽大,但最终的成交却似乎并不如人意。戴德梁行研究部经理李孔瑞表示,广州市国土房管局的相关数据显示,今年广州商铺的成交量不但没有上升,反而出现了同比下降的情况。
李孔瑞称,这的确与市场呈现出来的情况似乎并不一致,湖北卫视广告,开发商推出的商铺是供应方的一厢情愿,未必能真正打动需求。虽然在住宅调控下大量投资资金流入了商业地产,但事实上,流向最多的仍是商业地产中的一种物业形态———即以写字楼立项的公寓项目。当然,今年广州商铺的确也有大宗成交,也有一些商铺获得了大基金或大投资者的青睐,而这些项目往往都位于地段较好的核心区域。
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CI是英文CorporateIdentity的缩写,中文普遍译为企业形象识别系统,CI课程的核心内容包括企业理念设计(MI)、企业形象设计(VI)和企业行为设计(BI)。中国的CI至1986年广东太阳神集团导入CI并获得巨大成功以来,得到了蓬勃发展,随之突显的问题也越发严重,其中最大问题就是通过CI塑造的品牌形象没有中国特色,究其根源是由CI教育界忽略了对MI和BI部分的理论教学而造成。客观上,由于CI发端于VI视觉系统,因此VI教学理论也最为成熟,并且在我国最先引进CI理论的不是企业界,而是艺术教育界,因此各大高校的CI课程体系普遍缺乏MI和BI的理论支持。这样的CI教学必然导致学生MI和BI理论的缺失,在实际操作中产生MI、BI与VI脱离的情况。随着CI热潮,CI策划与设计教育也得到了极大发展,现在我国的CI策划与设计进入了一个相对平稳的发展期,CI设计的社会需求稳定增长,对CI设计人才的需求也稳定增长。这就对我国的CI教学带来了新的机遇与挑战。
2.广告学CI策划与设计课程教学存在的问题
第一,教学理论体系不完整。主要表现是课程内容重点过于强调视觉识别,忽略了企业文化、企业理念、行为识别等理论教学体系。而广告学专业学生的特点恰好是具有较强的市场调研、营销和文案策划能力,因此通过教学理论体系的调整正好可以弥补这一缺陷。第二,课堂教学与社会实践分离。广告学的CI策划与设计课程具有很强的社会实践性,而传统教学内容往往与社会实践相分离,设置的课题也以纸上谈兵居多。学生的设计作业多以虚拟题目为主,不进行市场调查,仅凭自己的主观想象去进行策划和创意,这样就造成设计出来的CI系统缺乏企业的理念、文化的灵魂,仅仅是满足了视觉的需求。第三,团队合作训练缺乏。广告学CI教学不仅要培养学生对所学理论知识的综合、灵活运用,更为重要的是要锻炼学生的团队合作能力。CI系统的设计是一项非常复杂和系统的工程,在这个工程中需要和各个相关部门进行协调和沟通,才能保证CI策划与设计工作的顺利有效进行。传统的CI课程体系,往往忽视对学生专业能力之外的沟通能力、合作意识等综合素养的培养。在传统的教学体系中,学生多以个人独立的形式完成CI设计,这样与CI设计的实际工作情境不符,缺失了对于学生团队协作能力的培养。
二对CI策划与设计教学体系的改革思考
1.完善理论教学体系
在课堂理论讲授部分,首先应加大对MI、BI的理论讲解及案例分析,使学生对CI系统有整体的认识,明确MI、BI和VI各自的地位、作用以及三者之间的协同运作,其次再介绍CI手册的整体编写。在MI、BI的统领下,VI设计才更具有灵魂与说服力。同时,在理论教学中,更应该与时俱进,专业教师应当根据市场和社会发展动态及时更新教学内容,使学生能及时获取最新的相关理论。
2.加强广告学实验教学体系的建构
在广告学传统的CI设计课程中,只有理论体系,没有实验教学体系,这是导致广告学专业学生实践动手能力较差的主要原因。传统的广告学专业CI策划与设计课程被设置为32个纯理论课时,在这种教学体系中,基本不能达到锻炼学生实际动手能力的教学目的。从笔者几年来累积的广告学专业CI策划与设计的教学经验来看,在CI教学体系中必须增加实验教学体系,才能达到提高学生动手能力的教学目的。
3.加强校企结合,增强实践能力
CI策划与设计是一门与市场结合相当紧密的课程,调研和考察部分尤为重要。对此应组织学生到企业中调研,对企业内部与外部展开调查,详细了解企业的现状、竞争对手现状和消费市场现状,并进行汇总和分析,准确定位企业形象,再开展CI策划与设计。同时也可以在网上搜索一些正在征集CI设计的企业,与这些企业取得联系,将企业CI设计的实体项目植入到实验教学体系中,如果学生的设计方案被企业选中,则可以更好地刺激学生的学习积极性,从而提高学生的综合动手能力。此外,还应聘请一些企业的相关人员或广告传媒方面的专业人士举办相关专题讲座,他们的CI理念与社会接轨更加紧密,更符合市场的需要,通过这些讲座可以达到提升学生学习兴趣、开拓学生视野的目的。而另一方面,这些讲座对企业本身也是一个很好的宣传和推广,学生新奇的创意也可以给企业的广告策划注入新的活力。
4.使用多种教学方法,提升学生团队的合作能力
对于该课程的教学,主要采用案例教学法和体验式教学法。案例教学法通过导入案例,理论联系实际,激发学生学习探索的兴趣;体验式教学法,则能使学生在教师设置的仿真情境中,去体验CI策划与设计的内涵、流程及评价体系,两种教学法的运用让学生能主动学习、体验式学习、快乐学习。此外,还可以通过分组教学的方式来完成教学任务,通过分组创作的方式,可以更好地锻炼学生的团队合作能力,提高人际沟通等综合素质和能力。另外,教师还应组织学生参加全国大学生广告艺术大赛、青年创意大赛等相关设计赛事,鼓励学生参与学校各项宣传策划活动,如艺术节、科技节、运动会等,提高学生的设计水平和应用能力。最后,如作品赏析、举办作品展、开展课堂讨论等也是有效提高学生审美能力的重要教学手段,也可以运用到CI的教学中。
三广告学CI策划与设计教学的改革实践
在CI策划与设计的教学中,我们积极探索,努力实践,取得了一定的教学成果。首先,在该门课的理论教学上,我将CI的三大组成部分MI、BI、VI的概念及相互之间的关系和地位作用给学生讲授清楚,并在讲课中注意结合实例。这样使得学生对CI理论形成了一个整体的认识,对CI策划的顺序、VI设计的方法等有了一个全面的认识。其次,在CI策划方法的讲授上,我主要采用案例教学法,教师需要收集国内外成功运用CI系统塑造企业品牌形象的案例,从该品牌CI策划的市场调研阶段开始,包括企业理念的提炼和升华、新Logo的设计、营销和推广方案的制定、为企业重新带来的生机和活力等方面进行深入的分析。通过案例分析,使学生能拓宽眼界,更加深刻地领会CI策划的内涵。再次,在VI视觉系统的核心标志设计的方法讲授上,我根据广告学专业学生的自身特色,制定了适合广告学学生的教学计划。在标志设计的授课中,我采用阶段教学的方法,将教学目的分阶段完成。第一阶段为标志赏析,教师分类收集整理标志设计的成功案例,针对其行业共性和企业个性,结合审美发展趋势、企业文化理念等进行赏析,这样,学生更容易掌握标志设计的思路。第二阶段为标志创意提案阶段,这一阶段可以采用项目驱动教学法,让学生根据其自身兴趣等寻找社会实体标志设计项目,然后进行标志创意的提案,用简单手绘结合文字说明。第三阶段为提案讨论修改阶段,在这一阶段中,鼓励学生展开课堂讨论,对自己和同学们的方案进行积极的评价和建议,通过课堂讨论,学生能够更好地认识到自己方案存在的不足从而进行修改,提高设计水平。最后,是CI手册的制定,通过前面几个阶段的教学,学生已经形成了完整的CI设计方案,在最后这个阶段,就是要求学生在实验室里上机操作,将前期的准备工作形成完整的手册。手册的制作同样要求学生以小组的形式完成,进一步培养学生的团队合作能力,同时严格要求学生在制作上力求精致,避免抄袭和粗制滥造,教师应从整体上对学生的设计要素进行把控。
中图分类号:G316 文献标识码:A 文章编号:1004-1494(2014)04-0125-04
培养引进一个创新团队,就能催生一个优势产业,培育一个新的经济增长点。高层次创新型科技人才团队建设可以激活广西“14+10”产业发展的“一池春水”,为完善广西现代产业体系、把广西建设成为我国西南中南地区开放发展新的战略支点增添新动力。
一、高层次创新型科技人才团队建设:广西“14+10”产业发展的强大支撑
团队建设是指为了实现团队绩效及产出最大化而进行的一系列结构设计及人员激励等团队优化行为。高层次创新型科技人才团队大多由具备某些领域专业知识的专家组成,团队主要负责人更是学科学术领域的带头人或有较大影响力的专家。团队具有突出的创新成果和较高的创新水平,具有明显的创新能力、研发优势和发展潜力。团队研究方向通常是国家或地方中长期科学和技术发展规划的重点领域或国际重大科技前沿热点问题,属于某些发展领域、行业、产业需要集体攻关和突破的关键技术、共性技术,对经济社会发展具有重要推动作用的应用基础研究,或能产生重大经济社会效益的关键技术创新及科技成果转化。团队专业结构、年龄结构、梯队结构较为合理,团队成员学科交叉、专业多样、能力互补;团队带头人具有创新思想和较高的学术造诣,有团队合作精神和较强的组织协调能力,有充分的时间和充沛的精力领导团队开展工作。高层次创新型科技人才团队建设需要健全的创新平台和创新机制,依托重点(工程)实验室、工程(技术)中心、重点学科、企业研发中心或产学研合作平台,科技管理体制健全,激励约束机制完善,具备开展研发工作的良好环境和条件。
2009年,广西壮族自治区党委、政府出台了《关于做大做强做优我区工业的决定》和40个配套文件,形成了广西工业未来10年发展的“14+4”产业框架,即重点发展食品、汽车、石化、电力、有色金属、冶金、机械、建材、造纸与木材加工、电子信息、医药制造、纺织服装与皮革、生物、修造船及海洋工程装备等14个千亿元产业,大力发展新材料、新能源、节能环保、海洋经济等4个新兴产业[1]。2012年起,广西重点发展的新兴产业由原来的4个增加到10个,新增生物医药、新一代信息技术、新能源汽车、生物农业、先进装备制造、养生长寿健康产业等6个战略性新兴产业。广西重点培育打造的产业体系由“14+4”升级为“14+10”,实现了广西工业发展战略思路的重大转变和提升。截至2013年底,食品、冶金、石化产业等3个产业主营业务收入超过两千亿元,汽车、电力、有色金属、机械、建材、造纸与木材加工等6个产业主营业务收入突破千亿元。
科技人才为产业发展提供强大支撑,产业发展为科技人才提供应用平台,广西高层次创新型科技人才团队建设在推动“14+10”产业发展中发挥着关键性作用。推动“14+10”产业发展,构建现代产业体系,必须更大程度依靠高层次创新型科技人才团队建设,形成以科技人才为牵引的产业发展新模式,创造新的人才红利。
二、广西高层次创新型科技人才团队建设推动“14+10”产业发展的基本做法和成效
(一)大力培养引进适应“14+10”产业发展需要的高层次创新型科技人才团队
近年来,适应“14+10”产业发展需要,广西通过多种渠道,采取有力措施,培养和引进了一批高层次创新型科技人才团队。通过建设广西特色的人才小高地,破解高层次创新型科技人才紧缺问题。截至2013年底,广西全区建立了32个自治区级、近100个市级或区级部门人才小高地,培养了1.24万名各类人才,其中高层次人才2600多人,形成了涵盖大部分重点产业、重点项目、重点学科和优势企事业单位的人才小高地集群。引进高层次创新型科技人才2456名到广西工作和服务,其中柔性引进人才800多名,包括“两院”院士46名、博士生导师321名。
(二)搭建适应“14+10”产业发展需要的高层次创新型科技人才团队使用平台
切实加强支撑“14+10”产业发展的科学研究体系建设,以科研院所和高校为主体的科学研究体系不断得到充实和完善,为高层次创新型科技人才团队搭建高效一流的工作平台。截至2013年底,已有国家重点实验室2个、省部共建国家重点实验室培育基地2个、自治区重点实验室36个、自治区重点实验室培育基地13个,初步形成了由国家重点实验室、省部共建国家重点实验室培育基地、自治区重点实验室组成的重点实验室体系,成为组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集培养创新人才、开展学术交流的重要基地。大力推进企业研发机构建设,在机械、医药、糖业、轻工、有色金属等优势产业领域,建立了国家级工程技术中心3家、国家级企业技术中心7家、自治区级工程技术中心106家、自治区级企业技术中心120多家、自治区级工程院25家,在广西重点培育的24个千亿元产业中建立了23个产业研发中心。建立了科技人员服务企业的长效机制,大力推进企业科技特派员制度建设,选派企业科技特派员到企业从事创新创业活动[2]。
(三)完善适应“14+10”产业发展需要的高层次创新型科技人才团队激励政策
通过完善富含“真金白银”的优惠政策,把高层次创新型科技人才引向“14+10”产业主战场。在明确人才队伍建设主要目标、主要任务、实施步骤的基础上,提出了突破性的保障措施,并确定了9个“十二五”科技创新人才开发重点工程项目。自治区党委、政府制定下发了《关于加快吸引和培养高层次创新创业人才的意见》和《八桂学者制度试行办法》、《特聘专家制度试行办法》、《关于进一步加快广西北部湾经济区人才开发的若干政策措施》“1+3”人才政策文件,力度之大前所未有。制定《关于进一步激励科技人员创新创业的若干规定》,在税收、注册、股权收益、科研成果转化等方面出台优惠政策。
三、广西高层次创新型科技人才团队建设推动“14+10”产业发展存在的主要问题
(一)高层次创新型科技人才团队数量偏少,且人才分布和结构不太合理
广西高层次创新型科技人才团队奇缺,难以适应“14+10”产业创新发展需要。2013年,广西公有制企事业单位专业技术人员中,高中级职业技术人员仅占1/3,正高职务更少;缺少国家级科学家,我国1497名“两院”院士中广西仅有2人,“长江学者”也仅2人,博士和博士后数量少,大部分领域的科技领军人物匮乏,企业高级工程师不足,致使高质量的科技成果和专利不多,企业自主创新能力不强。专业技术人员中从事科研的人员仅占0.32%,远低于1.2%的全国平均水平。人才区域分布不合理,主要分布于南宁、桂林、柳州3个中心城市,其他城市相对匮乏。高层次创新型科技人才的部门分布不合理,专业技术人员的80%以上分布在事业单位,企业只占不到20%。
(二)高层次创新型科技人才团队使用效率不高,人才流失严重
“14+10”产业对高层次创新型科技人才团队的吸附力不强。由于工资收入偏低、创业氛围不浓、科研项目不多、科研条件较差等原因,广西有限的高层次创新型科技人才利用效率不高,以致出现了严重的人才流失现象。一部分人才由广西流向发达省市,主要是流向东部沿海发达地区。一部分人才由基层、企业流向政府机关和事业单位,特别是一些国家重点企业、高新技术企业、基础研究机构的科技人才流失较为严重。
(三)高层次创新型科技人才团队建设推动“14+10”产业发展的体制机制和优惠政策有待完善
科研机构和科研人员的评价标准和导向存在偏差,行政主导型管理体制制约了创新人才发展,影响了高层次创新型科技人才团队建设推动“14+10”产业发展。一些行政官员和科研管理者掌握着科研项目的分配权,科研人员往往要花大量时间和精力搞好与管理者的关系,依附行政力量,才能争取到更多的项目和资金,以致他们难以集中精力深入开展科研工作,难以产生高水平的科研成果。同时,企业作为高层次创新型科技人才团队建设主体的作用发挥不够,科技资源配置不均衡、配置机制不合理,缺乏产学研和人才培养有机结合并推动自主创新的长效机制。
吸引高层次创新型科技人才团队,并使其有效服务“14+10”产业发展的优惠政策需要进一步完善。有的优惠政策条文不够具体,可操作性不强,在基层和一些单位难以兑现。有的优惠政策偏重基础研究或纯理论研究方面的科技人才,与“14+10”产业发展相脱节。此外,科研经费、实验条件和创业环境等都与高层次创新型科技人才团队建设的要求存在一定差距,科研平台、科研载体建设亟待加强。
四、广西高层次创新型科技人才团队建设推动“14+10”产业发展的对策建议
(一)面向“14+10”产业积极培养高层次创新型科技人才
人才培养是人才团队建设的基础性工作。确立促进“14+10”产业发展的鲜明导向,避免人才培养与产业发展相脱节,使高层次创新型科技人才在数量、质量和结构上能满足产业创新发展的要求。组织实施食品、汽车、冶金、石化、电子信息、医药等重点产业高层次创新型科技人才培养计划。以科研基础条件好、创新能力强的科研机构和创新型企业为依托,通过国家、自治区重大产业科技攻关项目和重大科技工程,有选择、有重点地培养一批支撑“14+10”产业发展的科技领军人才和骨干,形成研发方向明确、结构合理、具有一定发展潜力的科技创新团队。加大对自治区级以上重大项目主持人、工程技术研究中心主要技术负责人等人才支持力度,同等条件下给予优先立项,并在经费上给予倾斜。定期选拔后备高层次创新型科技人才,特别是年龄在45岁以下、能够主持重大科技项目,在同行业中有较高知名度和影响力的中青年科技人才,给予重点培养。建立健全企业与高等院校、科研机构联合培养高层次创新型科技人才机制。
(二)面向“14+10”产业积极引进高层次创新型科技人才
人才培养是一件艰苦细致的工作、一个长期积累的过程,显然仅靠广西自身培养远远不能满足“14+10”产业发展需求,尤其是高层次创新型科技人才十分稀缺,“引进”不失为破解人才瓶颈的便捷途径。围绕“14+10”产业重大科技专项和重点创新项目,做好引进高层次创新型科技人才的总体规划,组织实施高层次创新型科技人才培养引进工程。通过大力扶持重大科技项目,以企业重大项目为载体,以现有的研发中心和工程院为平台,大力引进科技领军人才及科技创新团队。加大对拥有自主知识产权且技术成果达到国际领先水平的科技人才、国内某一科技领域的带头人、国家级重点学科、重点实验室、工程技术研究中心的学科或技术带头人的引进力度。通过加强与中国科学院、中国工程院等顶尖科研院校的全面合作,加强与欧美日韩等科技强国的科技交流与合作,积极参与中国―东盟自贸区、泛珠三角经济区等区域创新体系建设,在引进科技成果的同时着重引进科技人才。吸引国外相关企业、科研机构到广西设立研究机构,建立高层次创新型科技人才团队。
(三)面向“14+10”产业积极使用高层次创新型科技人才
培养引进人才的目的在于使用人才。在加大培养引进力度的同时,使用好高层次创新型科技人才,发挥好他们在“14+10”产业发展中的支撑作用。打破所有制、部门、地域界限,构建以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系,推动高层次创新型科技人才向优势企业集聚。加强重点实验室和试验基地、重点科研机构、重点科技企业孵化器、重点区域科技创新服务中心、重点科技中介机构等建设,整合各类创新载体和创新资源,组建若干行业产学研战略联盟和区域创新集群,为高层次创新型科技人才团队提供良好的创新创业平台[3]。围绕“14+10”产业发展,加快建设人才小高地,并充分发挥其集聚、培养和承载高层次创新型科技人才的“特区”功能。发挥行业协会、学术团体等社会组织作用,搭建团队与国内外学术交流平台,广泛开展各类学术活动。完善公共科技服务平台和科技推广服务体系,健全技术产权交易市场,鼓励发展科技中介服务机构。整合现有科技信息资源,促进高校、科研院所重点实验室、图书馆、科技情报库、信息网络等资源向高层次创新型科技人才团队开放。切实解决好高层次创新型科技人才落户、子女入学、医疗卫生保健等问题,改善他们的学习、工作和生活条件。
(四)优化高层次创新型科技人才团队建设推动“14+10”产业发展的体制机制
1. 优化科技人才管理的体制机制。加强顶层设计、统筹管理和组织协调,完善高层次创新型科技人才团队建设推动“14+10”产业发展的政策法规和服务体系。健全鼓励高层次创新型科技人才创新创业的服务保障机制,完善区域人才公共服务功能,逐步形成统一管理、统一政策、统一市场的人才开发体制。以北部湾经济区综合配套改革为契机,规划建设北部湾人才管理改革试验区,在完善政策法规、健全服务和优化环境等方面先行先试。顺应西江经济带上升为国家战略的要求,研究编制《西江经济带人才发展规划》、《西江经济带人才开发目录》,着重引导高层次创新型科技人才向西江经济带重点产业、重点项目、重点领域流动。
2. 优化评价考核激励的体制机制。建立以推动“14+10”产业发展的业绩和成效为重点,由品德、能力、行为、专业、知识等诸要素构成的高层次创新型科技人才评价考核体系,促进团队整体效能发挥、团队成员尽职尽责。坚持按劳分配和按生产要素分配相结合,建立和完善向优秀人才倾斜的分配机制,将科技人才的收入与岗位职责、工作绩效、实际贡献及成果转化产生的效益直接挂钩,鼓励技术入股、专利入股,允许高层次创新型科技人才兼职兼薪[4]。建立以政府奖励为导向、社会力量奖励和用人单位奖励为主体的激励自主创新的科技奖励制度,对贡献突出者实施重奖。
3. 优化团队文化建设的体制机制。团队文化是团队健康成长的灵魂。营造敢为人先、敢于创造、敢冒风险、敢于怀疑批判和宽容失败的环境,使高层次创新型科技人才团队的每位成员都有施展才华的机会和平台,在推动“14+10”产业发展中建功立业。建立团队共同学习提升机制,掌握科研领域的最新信息,加强“14+10”产业知识培训,不断完善知识结构,在共同学习中提升整体创新能力。倡导团结协作、开放包容的团队精神,构建具有高度凝聚力、向心力,勇于冲击科技前沿,支撑“14+10”产业发展的创新团队。
参考文献:
[1]广西壮族自治区人民政府发展研究中心.面向2020做大做优做强广西工业[M].南宁:广西人民出版社,2011:8.
一、前言
光纤温度传感与测量技术是测控领域新的发展方向之一。由于光纤具有重量轻、体积小、电绝缘性好、柔性弯曲、耐腐蚀、测量范围宽、高灵敏度等特点,对传统的测温传感器特别是温度传感器能起到扩展提高的作用,适配特总行业需求完成前者很难完成甚至不能完成的任务。分布式光纤传感技术用于温度测量,除了具有以上特点外,与传统的温度测量仪器相比,还具有响应快、频带宽、防爆、防燃、抗电磁干扰等重要特点,因此,光纤温度传感技术受到各国科技人员的高度重视并进行了深入研究。它可用于冶金、化工、电力、建材等领域,解决电磁干扰大、环境恶劣场合的温度测量与控制问题。
近年来,随着航空、航天、测控等技术的迅速发展,分布式光纤温度检测系统逐渐普及,渗透多领域,这就对数据采集系统的性能要求更加苛刻,要求能够采样较微弱的光电变化信号,采样的精度和速度要求更高,因此研制开发了一套高性能数据采集系统。该系统较以往开发的数据采集系统,在设计方案、操作界面等方面均有了较大改进,如该系统采用PCI总线,传输速率得以大大提高,系统软件运行于windows操作系统下,较以往该领域的DOS系统,在操作上更方便,界面更友好。采用先进的微弱信号采样算法提取有效信息,本文介绍了该数据采集系统的设计与研制方案。
二、系统的总体设计方案
系统具体工作要求:配置两通道可以供用户采集转换使用,可以同时采样分布式光纤的斯托克斯光及反斯托克斯光信号;另外为了达到相关指标的要求,A/D分辨率应达到12位、采样速率210Msps以上,通道带宽150M。从要求可以看出本系统具有多路数、精度高、速度快的突出特点。针对这些特点,选用PLX 的PCI桥接芯片PCI9054;前段采样选用凌特的ADC芯片LTC2241-12,次芯片为12bit精度,210Msps满足了模拟信号的高精度、高速率要求。作为该板卡工作的控制中心采用Altera公司的Cyclone系列EP3C40作为主控芯片FPGA,选择使用FPGA,因为FPGA具有精度高、速度快、稳定性好的特点。整个系统中EP3C40控制LTC2241采集输入通道的模拟信号,PCI9054负责与系统通信,通过其局域总线传递系统控制信息,并将采集数据传输给pci总线。
三、系统的硬件设计
系统硬件的设计主要是围绕模拟信号的输入调理,模拟信号的采集FPGA的LTC2241控制时序编程,利用硬件描述语言开发PCI9054局域总线的通信驱动,PCI9054驱动参数的适配。
图 1
1、模拟信号的输入调理
如前所述,本系统设计需要2个通道模拟输入,如下图2所示,模拟输入的前级采用了THS3091,此运算放大器为一个高电压,电流反馈型运算放大器。设计时考虑匹配APD输出阻抗,同时驱动下级。第二级放大器采用LTC6406,该芯片为轨至轨型差分放大器,拥有3GHz的带宽足以满足高增益下带宽需求。
图 2
2、采样电路的实现
采样电路部分主要完成模拟数据的AD转换,LTC2241芯片完成12位精度的AD转换,由光的时域反射理论(见公式 1)可知1米采样间隔其需要理论采样间隙t大概150MHz,LTC2241采样率为210Msps,其满足3米测量精度要求。LTC2241原理图如下图3,提供独立参考电压输入端REFH(L),数据接口可配为CMOS接口或LVDS接口,本系统采用CMOS接口方式其执行时序如下图4,Fpga在内部时钟的控制下执行图4控制时序不间断读取LTC2241转换值,这样就两个通道的高速采样。
公式 1
图 3
图 4
3、FPGA程序设计
FPGA程序设计的任务包括:
(1)执行图 4 时序控制LTC2241实现模拟信号采样。
(2)与PCI桥接芯片局域总线通信。
3、PCI接口设计
PCI接口采用PLX 的PCI9054桥接芯片,其作为一种接口芯片,在PCI总线和LOCAL总线之间传递信息。该设计系统就是利用PCI9054的这一特性,通过接口控制电路 ,为设备和PC机间搭建一座硬件桥,完成数据的顺利传输。
PCI9054本地总线可以工作在M,C,J三种模式,M模式为Motorola的Mcu接口工作模式,此模式专为其MPC850和MPC860提供接口。C模式是一种类似于单片机的工作方式 ,在这种工作模式下,PCI9054芯片通过片间逻辑控制,将PCI的地址线和数据线分开,较为广泛的应用于系统设计中。J模式是一种没有LOCAL Master的工作模式,它的好处是地址数据线没有分开,严格仿效PCI总线的时序。但增加了很多的控制信号。本系统选用PCI9054的C模式工作方式。
数据传输模式,PCI9054支持主模式,从模式,DMA传输模式,可以用于试配卡和嵌入式系统,其中主模式(pci initiator)操作主模式操作就是允许本地的cpu访问pci总线的内存和I/O接口。模式选择必须在pci命令寄存器中使能给出。如pci主设备存储器和i/o范围寄存器,pci基址寄存器,主设备配置和命令寄存器等。主模式操作包括pci主设备存储器和i/o译码,pci主设备存储器和i/o配置访问,pci双地址周期访问,pci主设备存储器写并无效等操作。从设备(pci target)从模式就是允许pci总线上的主控设备访问局部总线上的PCI9054的配置寄存器和内存,支持突发和单周期动模式传输。PCI9054通过16字长的pci从设备度FIFO和32字长的pci从设备写FIFO,来支持从pci总线到局部总线上的突发和单周期存储器映射访问和i/o映射访问。Pci基址寄存器用来设定pci存储器和i/o地址空间。从模式操作包括延时读操作,提前读操作等。这种模式有非复用的地址和数据总线,电路设计,时序和控制相对简单。(direct memory access)操作PCI9054拥有一个强大的双通道分散/收集dma控制器,支持pci主机和适配器内存的高效突发传输。两个独立的dma通道能从局部总线到pci总线和从pci总线到局部总线传输数据。每个通道包括一个dma控制器和一个专用双向FIFO。两个通道都支持块传输,分散/收集传输,应用或者不用EOT传输等。模式选择在PCI9054 成为一个pci总线主设备之前由主设备使能位(pcicr[2])使能。另外,两个dma通道都能编程实现8,16,32bit局部总线带宽,使能/使无效内部等待周期,使能/使无效局部总线突发传输;执行pci存储器写并无效操作;设置pci中断(inta)或看是否本地中断等。
图 5
FPGA的软件开发使用Verilog HDL语言在Quartus II 9.0环境下进行开发,其模块包括:LTC2241串行总线驱动、pci9054本地总线驱动、同步信号输入输出。
四、测试系统的软件设计
应用软件使用Microsoft Visual Studio 2010 C#开发,运行于Windows环境下,人机界面友好,包括系统测试软件和和系统校准软件。系统校准软件是对系统的精度进行计量的软件。该软件包采用中文下拉菜单方式提示操作、显示、打印,自动记录和存储所有测试数据,以便于事后调出查询,观察分析,重新显示输出;测试数据套用相关标准限制曲线图形,标准规定的极限曲线与试验数据填充曲线的对比图形可同时显示打印,以便于判断测试结果是否满足设计要求。
图 6
五、结束语
综上所述,本文针对PCI总线的高速数据采集卡中设计方案以及设计过程中硬件和软件的设计方案进行了针对性的分析,针对相应的软件设计进行了系统设计,结果显示相应的设计能够满足实际的使用需求,保证了在高速数据采集的情况下,能够很好的完成分布式光纤温度数据收集任务。
参考文献
[1] 牛爱苹. 基于PCI总线的高速数据采集模块软件设计[D]. 电子科技大学, 2013.
[2] 姜日东, 徐志跃. 基于PCI总线无时钟LVDS数据采集卡的研究[J]. 电子设计工程, 2013, 17期:100-102.