基于DSP的 USB 口數據采集分析系統

摘要：介紹了一種基于DSP的USB口振動、噪聲信號采集分析系統構造方案，并對其各模塊進行了分析，該方案完全實現了在系統編程和配置。針對USB模塊詳細介紹了CYPRESS公司的EZUSB芯片，說明了其固件（Firmware）和驅動程序框架。

    關鍵詞：DSP USB FPGA CPLD Firmware 驅動程序

隨著DSP芯片功能越來越強，速度越來越快，性價比的不斷提高以及開發工具的日趨完善，廣泛用于通信、雷達、聲納、遙感、生物醫學、機器人、控制、精密機械、語音和圖像處理等領域。作為計算機接口之一的USB（Universal Serial Bus）口具有勢插拔、速度快（包括低、中、高模式）和外設容量大（理論上可掛接127個設備）的特性，使其成為PC機的外圍設備擴展中應用日益廣泛的接口標準。本文設計并實現了基于DSP的USB口數據采集分析系統，該系統的DSP負責數據的采集和運算處理，處理結果通過USB口送計算機顯示分析，其結構如圖1所示。

該結構圖中，CPLD和FPGA實現模塊接口，包括串并轉換、8位和32位數據總線間的轉換、SRAM等功能。采樣結果經過CPLD送至DSP運算處理（FFT變換、相關分析、功率譜分析等）后，由FPGA和USB接口送至主控計算機存儲和顯示。計算機應用程序易于實現豐富的圖形界面，具有良好的人機接口。

1 模數模塊

本系統主要用于振動信號和噪聲分析，要求采樣精度高，采樣頻率不超過100kHz。根據要求選用CRYSTAL公司的CS5396。該芯片原本用于立體聲采樣，基于∑-Δ結構，采樣精度高，24位分辨率，120dB的動態范圍；采樣頻率32kHz、44.1kHz、48kHz、96kHz可選；內部集成采樣保持器、模擬低通濾波器、數字濾波器，同時還具有時采樣功能；兩路同時采樣，串行輸出，串行數據由CPLD轉換成24位并行數據；由于該芯片量程是4V，差分輸入，所以模擬部分只需再加上簡單量程放大電路即可。這樣模擬電路十分簡單，抗干擾能力強、精度高。

2 DSP處理器

選擇DSP處理器時主要考慮其運算速度、總線寬度和性價比。本系統采樣結構24位，最好選用32位DSP；系統要進行實時信號分析、模態分析等，要求有較高運算速度，所以選用TI公司的32位浮點DSP——TMS320VC33。該芯片采用哈佛結構，6級流水線操作，指令執行周期7ns，外設包括一個DMA控制器和一個緩沖串口。

N點復數FFT變換約做2N×Log2N次實數乘法運算和3N×Log2N

[1] [2] [3] [4] [5] [6] 

【基于DSP的 USB 口數據采集分析系統】相關文章：

基于USB接口的數據采集設備04-28

基于PMAC卡的運動伺服系統數據采集和分析05-01

基于USB總線通信數據采集器的設計與實現04-26

基于LabVIEW數據采集系統的混沌電路實驗05-01

基于動態稱重系統的軸載譜數據采集及處理05-03

基于移動GIS的數字城管數據采集系統架構與實現04-28

地震智能數據采集系統04-30

基于LabVIEW的FBG溫度傳感器數據采集系統設計04-29

基于DSP的小型飛行器大氣數據測量系統設計05-02

基于TMS320F2812的數據采集系統設計與實現04-29