usb2.0接口和dsp構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

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1、USB2.0接口和DSP構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接口和DSP構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)摘要：介紹一個基于接口和DSP的高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的工作原理、設(shè)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公司的接口芯片，可以實現(xiàn)高速采集和實時處理，有著廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：CY7C68013DSP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(xué)技術(shù)研究都需要借助霖于數(shù)字處理方法。進行數(shù)字處理的先決條邀件是將所研究的對象進行數(shù)字化，因此數(shù)跫據(jù)采集與處理技術(shù)日益得到重視。在圖像粉處理、瞬態(tài)信號

2、檢測、軟件無線電等一些皓領(lǐng)域，更是要求高速度、高精度、高實時性的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)。現(xiàn)在的高速數(shù)厝據(jù)采集處理卡一般采用高性能數(shù)字信號處褓理器和高速總線技術(shù)的框架結(jié)構(gòu)。DSP張用于完成計算量巨大的實時處理算法，高攴速總線技術(shù)則完成處理結(jié)果或者采樣數(shù)據(jù)瞽的快速傳輸。DSP主要采用TI或者A種DI公司的產(chǎn)品，高速總線可以采用IS％A、PCI、USB等總線技術(shù)。目前，壺使用比較廣泛的是PCI總線，雖然其有黧很多優(yōu)點，但是存在如下嚴(yán)重缺陷；易受機箱內(nèi)環(huán)境的影響，受計算機插槽數(shù)量的宏地址、中斷資源的限制而不可能掛接很多仉14/14設(shè)備等。USB總線由于具有安裝

3、方便、讒高帶這、易擴展等優(yōu)點，其中標(biāo)準(zhǔn)有著高┻達(dá)4800bps的傳輸速率，已經(jīng)逐漸é成為計算機接口的主流。本文介紹一個采用接口和高性能DSP的高速數(shù)據(jù)采集處據(jù)理系統(tǒng)，主要是為光纖通信中密集波分復(fù)坡用系統(tǒng)的波長檢測與調(diào)整所設(shè)計的，也可ъ以應(yīng)用于像圖像處理、雷達(dá)信號處理等相泡關(guān)領(lǐng)域。1高速數(shù)據(jù)采集處理系皿統(tǒng)原理及器件選用整個高速數(shù)據(jù)采集爹處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成為：高速ADC、高紼速大容量數(shù)據(jù)緩沖、高性能DSP和接口齡。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。高性蕈能DSP采用TI公司的TMS320C享6000系列定點DSP中的TMS32踩0C6203B；高速ADC采用TI

4、公司的ADS5422，14位采樣，最高鰻采樣頻率為62MHz；PC機接口采用歐，理論最大數(shù)據(jù)傳輸速率為480Mbp課s，器件選用Cypress公司EZ-錛USBFX2系列中的CY7C6801梁3；數(shù)據(jù)緩沖采用IDT公司的高速大容嶼量FIFO器件IDT72V2113；14/14程序存儲在Flash存儲器中，器件選肫用SST291E010。下面逐一介紹刀各個器件的主要特性。TMS320C6203BTMS320C620旨3B是美國TI公司高性能數(shù)字信號處理器TMS320C6000系列的一種，癯采用修正的哈佛總線結(jié)構(gòu)，共有1套256位的程序總線、兩套

5、32位的程序總線煒和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，工作頻率最鴰大為300MHz，最大處理能力為24‘00MIPS；內(nèi)部集成了外圍設(shè)備接口塢，如外部存儲器接口、外部擴展總線、多惶通道緩沖串口和主機接口，與外部存儲器朧、協(xié)處理器、主機以及串行設(shè)備的連接非常方便。ADS5422A積DS5422是由美國TI公司生產(chǎn)的高聵?biāo)俨⑿?4位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其最高采樣頻陰率達(dá)到62MHz，采樣頻率為100M峭Hz時，SNR為72dB，SFDR為蒿85dB。模擬信號輸入可以是單端輸入抄方式或者差分輸入方式，最高輸入信號峰咣14/14峰值為4V

6、，單一5V電源供電。輸出數(shù)傴字信號完全兼容器件，并且提供輸入信號滿量程標(biāo)志以及輸出數(shù)字信號有效標(biāo)志，灶從而方便和其它器件的連接。IDT塋72V2113IDT72V211倪3是由美國IDT公司生產(chǎn)的高速大容量傴先進先出存儲器件。其最高工作頻率為1齔33MHz；容量為512KB，可以通醚過引腳方便地將容量設(shè)置成512K×9砌bit或者256K×18bit兩種方女式；IDT72V2113可以設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)工作模式或者FWFT工作模式，并提供壅全滿、半滿、全空、將滿以及將空等五種標(biāo)志信號；非常方便進行容量擴展。容量殳擴展是IDT72V2113的一大特點洇，擴展

7、方式可分為字長擴展和字深擴展。丑通過容易擴展可以由多片IDT72V2抽113形式更大容量的緩沖，并且電路連宴接簡單、可靠。CY7C68013CY7C68013是美國Cypress公司推出的芯片，是一個全面集成的路解決方案，它占用更少的電路板空間，并蜾縮短開發(fā)時間。CY7C68013主要褸結(jié)構(gòu)如下：包括1個8051處理器、1墼14/14個智能串行接口引擎、1個USB收發(fā)器、16KB片上RAM存儲器以主1個通諦用可編程接口。圖3CY7C68013獨特的架構(gòu)具有如下特嗨點：①包括1個智能串行的接口引擎葆，它執(zhí)行所有基本的USB功能，將嵌入菇的MCU解放

8、出來以用于實現(xiàn)其它豐富的敲功能，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FIFO用