一種新的具有USB OTG功能的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集與傳輸速度慢、實(shí)時(shí)性差、安裝麻煩、抗干擾能力弱等問題已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集的要求。
　　 本文針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的不足，研究和討論了一種新的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)采用綜合設(shè)計(jì)的思想，結(jié)合ARM和FPGA各自的優(yōu)點(diǎn)，以ARM微處理器為核心，F(xiàn)PGA為協(xié)處理器，提出了一種具有USB OTG功能的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
　　 采

2、用各種新器件的組合方式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以提供新型的解決方案，改進(jìn)系統(tǒng)的性能。ARM 微處理器片內(nèi)資源豐富，在順序執(zhí)行、事務(wù)處理和數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)等方面功能強(qiáng)大，并且外部接口資源豐富，價(jià)格便宜。用ARM微處理器作為系統(tǒng)的主控制器無疑是一個(gè)很好的選擇。然而單純以ARM微處理器為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，受到微控制器執(zhí)行指令時(shí)間的限制，采集的速率較低，難以適應(yīng)高速數(shù)據(jù)采集的需要。因此，本系統(tǒng)引入FPGA 器件進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集。在數(shù)據(jù)傳輸方面，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系

3、統(tǒng)主要采用基于ISA、PCI總線的A/D 卡，安裝麻煩、抗干擾能力差，而通用串行總線USB 作為一種新型的微機(jī)總線接口規(guī)范，以其使用方便、易于擴(kuò)展、速度快等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。近年來，USB2.0補(bǔ)充協(xié)議USB OTG（On-The-Go）技術(shù)的提出，對(duì)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究有著重大的意義，使USB技術(shù)可以方便地應(yīng)用在便攜式移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域中，在徹底脫離PC的情況下，實(shí)現(xiàn)各種不同設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備間的連接和數(shù)據(jù)交換。
　　

4、 基于以上分析，本文提出了一種新的具有USB OTG 功能的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
　　 論文首先詳細(xì)介紹了USB2.0及OTG協(xié)議與規(guī)范，然后從系統(tǒng)的總體架構(gòu)、硬件電路的設(shè)計(jì)以及軟件程序的開發(fā)等幾個(gè)方面，詳細(xì)討論了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想以及實(shí)現(xiàn)方案，其中，重點(diǎn)討論了高速A/D 轉(zhuǎn)換以及USB OTG傳輸模塊的實(shí)現(xiàn)。
　　 系統(tǒng)硬件以ARM和FPGA為核心，ARM 微處理器選用Samsung公司的S3C44B0X，F(xiàn)PGA