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《usb2.0接口和dsp構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、usb2.0接口和dsp構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)摘要：介紹一個基于USB2.0接口和DSP的高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的工作原理、設計及實現(xiàn)。該高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采用TI公司的TMS320C6000數(shù)字信號處理器和Cypress公司的USB2.0接口芯片，可以實現(xiàn)高速采集和實時處理，有著廣泛的應用前景。關(guān)鍵詞：USB2.0CY7C68013DSP高速數(shù)據(jù)采集隨著數(shù)字信號處理理論和計算機的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學技術(shù)研究都需要借助于數(shù)字處理方法。進行數(shù)字處理的先決條件是將所研究的對象進行數(shù)字化，因此數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)日益得到重視。在圖像處理、瞬態(tài)信號檢測、軟件無線電等一些領(lǐng)域，更是
2、要求高速度、高精度、高實時性的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)?，F(xiàn)在的高速數(shù)據(jù)采集處理卡一般采用高性能數(shù)字信號處理器（DSP）和高速總線技術(shù)的框架結(jié)構(gòu)。DSP用于完成計算量巨大的實時處理算法，高速總線技術(shù)則完成處理結(jié)果或者采樣數(shù)據(jù)的快速傳輸。DSP主要采用TI或者ADI公司的產(chǎn)品，高速總線可以采用ISA、PCI、USB等總線技術(shù)。目前，使用比較廣泛的是PCI總線，雖然其有很多優(yōu)點，但是存在如下嚴重缺陷；易受機箱內(nèi)環(huán)境的影響，受計算機插槽數(shù)量的地址、中斷資源的限制而不可能掛接很多設備等。USB總線由于具有安裝方便、高帶這、易擴展等優(yōu)點，其中USB2.0標準有著高達4800bps的傳輸速率，已經(jīng)
3、逐漸成為計算機接口的主流。本文介紹一個采用USB2.0接口和高性能DSP的高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，主要是為光纖通信中密集波分復用系統(tǒng)的波長檢測與調(diào)整所設計的，也可以應用于像圖像處理、雷達信號處理等相關(guān)領(lǐng)域。1高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)原理及器件選用整個高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成為：高速ADC、高速大容量數(shù)據(jù)緩沖、高性能DSP和USB2.0接口。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。高性能DSP采用TI公司的TMS320C6000系列定點DSP中的TMS320C6203B；高速ADC采用TI公司的ADS5422，14位采樣，最高采樣頻率為62MHz；PC機接口采用USB2.0，理論最大數(shù)據(jù)傳輸速
4、率為480Mbps，器件選用Cypress公司EZ-USBFX2系列中的CY7C68013；數(shù)據(jù)緩沖采用IDT公司的高速大容量FIFO器件IDT72V2113；程序存儲在Flash存儲器中，器件選用SST291E010。下面逐一介紹各個器件的主要特性。（1）TMS320C6203BTMS320C6203B是美國TI公司高性能數(shù)字信號處理器TMS320C6000系列的一種，采用修正的哈佛總線結(jié)構(gòu)，共有1套256位的程序總線、兩套32位的程序總線和1套32位的DMA專用總線；內(nèi)部有8個功能單元可以并行操作，工作頻率最大為300MHz，最大處理能力為2400MIPS；內(nèi)部集成了外圍設
5、備接口，如外部存儲器接口（EMIF）、外部擴展總線（XB）、多通道緩沖串口（McBSPs）和主機接口（HPI），與外部存儲器、協(xié)處理器、主機以及串行設備的連接非常方便。（2）ADS5422ADS5422是由美國TI公司生產(chǎn)的高速并行14位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其最高采樣頻率達到62MHz，采樣頻率為100MHz時，SNR為72dB，SFDR為85dB。模擬信號輸入可以是單端輸入方式或者差分輸入方式，最高輸入信號峰峰值為4V，單一5V電源供電。輸出數(shù)字信號完全兼容3.3V器件，并且提供輸入信號滿量程標志以及輸出數(shù)字信號有效標志，從而方便和其它器件的連接。（3）IDT72V2113IDT72
6、V2113是由美國IDT公司生產(chǎn)的高速大容量先進先出存儲器件（FIFO）。其最高工作頻率為133MHz；容量為512KB，可以通過引腳方便地將容量設置成512K×9bit或者256K×18bit兩種方式；IDT72V2113可以設置標準工作模式或者F（其中包括4KBFIFO）存儲器以主1個通用可編程接口（GPIF）。usb2.0接口和dsp構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng): 圖3CY7C68013獨特的架構(gòu)具有如下特點：①包括1個智能串行的接口引擎（SIE），它執(zhí)行所有基本的USB功能，將嵌入的MCU解放出來以用于實現(xiàn)其它豐富的功能，以保證持續(xù)高速有效的數(shù)據(jù)傳輸；②具有4KB的大容量FI
7、FO用于數(shù)據(jù)緩沖，當作為從設備時，可采用Synchronous/AsynchronousFIFO接口與主設備（如ASIC，DSP等）連接；當作為主設備時，可通過通用可編程接口（GPIF）形式任意的控制波形來實現(xiàn)與其它從設備連接，能夠輕易地兼容絕大多數(shù)總線標準，包括ATA、UTOPIA、EPP和PCMCIA等；③固件軟配置，可將需要在CY7C68013上運行的固件，存放在主機上，當USB設備連上主機后，下載到設備上，這樣就實現(xiàn)了在不改動硬件的情況下很方便地修改固件；④能夠充分實現(xiàn)USB2.0(
