一种高速化和集成化的数据采集系统的设计 数据采集, 计算机, 单片机, 嵌入式, 通用

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随着嵌入式技术的飞速发展，对嵌入式系统的应用需求也呈现出不断增长的态势，因此，嵌入式技术也相应地取得了重要的进展，系统设备不断向高速化、集成化、低功耗的方向发展。现场可编程门阵列FPGA经过近20年的发展，到目前已成为实现数字系统的主流平台之一。 FPGA具有单片机和DSP无法比拟的优势，相对于单片机和DSP工作需要依靠其上运行的软件进行，FPGA全部的控制逻辑是由延时更小的硬件来完成的。

通用串行总线（USB）是现代数据传输的发展趋势，是解决计算机与外设连接瓶颈的有效手段，USB2.O版本在原先的版本基础上实现许多技术上的飞跃与进步。USB2.0协议规范有以下主要优点：1）速度快，接口的传输速度高达480Mh／s，远大于PCI接口的132 Mb／s的传输速度；2）连接简单，所有的USB外设利用通用的电缆可简单方便地连入PC机中，安装过程高度自动化；3）支持多设备连接，USB接口支持多个不同设备采用“级联”方式来连接外设。

故为了将数据采集系统设计更加符合高速化和集成化的趋势，采用了FPGA和USB2.0组合的方案来进行。

1 数据采集系统的框架与硬件设计方案

系统硬件设计部分中，在完成系统时钟源、电源等必要电路的设计基础上，重点就是完成系统内各个部件的接口电路的设计，通过这部分的设计，基本的硬件平台就建立起来了。系统部件间的硬件电路接口设计如图1所示。