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)以及科學研究領域中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應用越來越廣泛。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集與傳輸速度慢、實時性差、安裝麻煩、抗干擾能力弱等問題已經(jīng)難以適應現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集的要求。
　　 本文針對傳統(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)的設計方案。系統(tǒng)采用綜合設計的思想，結(jié)合ARM和FPGA各自的優(yōu)點，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)設計方案。
　　 采

2、用各種新器件的組合方式進行系統(tǒng)設計可以提供新型的解決方案，改進系統(tǒng)的性能。ARM 微處理器片內(nèi)資源豐富，在順序執(zhí)行、事務處理和數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)等方面功能強大，并且外部接口資源豐富，價格便宜。用ARM微處理器作為系統(tǒng)的主控制器無疑是一個很好的選擇。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)行指令時間的限制，采集的速率較低，難以適應高速數(shù)據(jù)采集的需要。因此，本系統(tǒng)引入FPGA 器件進行高速數(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總線接口規(guī)范，以其使用方便、易于擴展、速度快等優(yōu)點被廣泛地應用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。近年來，USB2.0補充協(xié)議USB OTG（On-The-Go）技術(shù)的提出，對高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究有著重大的意義，使USB技術(shù)可以方便地應用在便攜式移動設備領域中，在徹底脫離PC的情況下，實現(xiàn)各種不同設備或移動設備間的連接和數(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)的設計方案。
　　 論文首先詳細介紹了USB2.0及OTG協(xié)議與規(guī)范，然后從系統(tǒng)的總體架構(gòu)、硬件電路的設計以及軟件程序的開發(fā)等幾個方面，詳細討論了系統(tǒng)的設計思想以及實現(xiàn)方案，其中，重點討論了高速A/D 轉(zhuǎn)換以及USB OTG傳輸模塊的實現(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