1現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)介紹

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究對數(shù)據(jù)采集的要求日益提高。目前比較通用的是在PC或工控機(jī)內(nèi)安裝數(shù)據(jù)采集卡（如A／D卡及422、485卡）。但這些數(shù)據(jù)采集設(shè)備存在以下缺陷：安裝麻煩、價格昂貴、受計算機(jī)插槽數(shù)量、地址、中斷資源的限制，可擴(kuò)展性差，同時在一些電磁干擾性強(qiáng)的測試現(xiàn)場，可能無法專門對其作電磁屏蔽，從而導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)失真。

傳統(tǒng)的外設(shè)與主機(jī)的通訊接口一般是基于PCI總線、ISA總線或者是RS－232C串行總線。PCI總線雖然具有較高的傳輸速度（132Mbps），并支持“即插即用”功能，但其缺點是插拔麻煩，且擴(kuò)展槽有限（一般為5～6個），ISA總線顯然存在同樣的問題。RS－232C串行總線雖然連結(jié)簡單，但其傳輸速度慢（56kbps），且主機(jī)的串口數(shù)目也有限。

通用串行總線（UniversalSerialBus，簡稱USB）是1995年康柏、微軟、IBM、DEC等公司為了解決傳統(tǒng)總線的不足，而推出的一種新型串行通信標(biāo)準(zhǔn)。該總線接口具有安裝方便、高帶寬、易擴(kuò)展等優(yōu)點，已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢?；赨SB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)充分利用USB總線的上述優(yōu)點，有效地解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的缺陷。USB的規(guī)范能針對不同的性能價格比要求提供不同的選擇，以滿足不同的系統(tǒng)和部件及相應(yīng)不同的功能，從而給使用帶來極大方便。

2系統(tǒng)介紹

2．1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

摘要：本文基于高速公路運營體系六大子系統(tǒng)及高速公路的大數(shù)據(jù)來源，分析了大數(shù)據(jù)在高速公路運營管理體系中的應(yīng)用，該研究能夠更好的為高速公路運營發(fā)展提供安全保障，對當(dāng)前高速公里養(yǎng)護(hù)及管理提供有力的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：高速公路；大數(shù)據(jù)；運營管理

1前言

在高速公路的運營過程中，主要包括經(jīng)營、養(yǎng)護(hù)成本、賠付以及運營安全及企業(yè)績效這六大子系統(tǒng)。在高速公路的運行過程中，這六大子系統(tǒng)有規(guī)律的進(jìn)行著，這種規(guī)律可以產(chǎn)生一定的數(shù)據(jù)，日積月累構(gòu)成了一個龐大的數(shù)據(jù)庫，被稱為高速公路運營的大數(shù)據(jù)[1]。

2高速公路中大數(shù)據(jù)的來源

高速公路中的大數(shù)據(jù)主要有以下幾個來源：①高速公路收費系統(tǒng)（ETC）：高速公路上都對應(yīng)著自己的收費站，使用收費站的收費系統(tǒng)可以查詢到所有經(jīng)過車輛的過路費用及車輛信息，日積月累構(gòu)成了一個龐大的數(shù)據(jù)庫，這個數(shù)據(jù)可以精確地定位到車輛在高速公路的位置及費用信息；②應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)：監(jiān)控及結(jié)算中心的清賬管理系統(tǒng)、12306人工服務(wù)系統(tǒng)、收費站的資金查詢軟件、過橋過路費用管理計算軟件等大量數(shù)據(jù)可以很好的構(gòu)成高速公路數(shù)據(jù)庫；③傳感器數(shù)據(jù)[2]：高速公路上的路感線圈、標(biāo)識站以及收費站出入口的RFID傳感器，能夠感知過往車輛，為數(shù)據(jù)庫提供有效的數(shù)據(jù)；④視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)：道路中分帶及兩側(cè)、收費站出入口的視頻監(jiān)控以及隧道路口可以很好的為數(shù)據(jù)庫提供視頻支持。以上的數(shù)據(jù)根據(jù)結(jié)構(gòu)性能不同可以分為兩大類，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)[3]，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要是高速公路收費系統(tǒng)及其相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要是在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中生成及保存，如SQLServer和Or－acle。而像監(jiān)控視頻、圖片等非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)并沒有存放在關(guān)系數(shù)據(jù)可中。目前，非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)在高速路網(wǎng)中占比高達(dá)80%，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理應(yīng)用軟件很難完成相應(yīng)的任務(wù)。

摘要：介紹一個基于USB2.0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USB2.0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：USB2.0CY7C68013DSP高速數(shù)據(jù)采集

隨著數(shù)字信號處理理論和計算機(jī)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)研究都需要借助于數(shù)字處理方法。進(jìn)行數(shù)字處理的先決條件是將所研究的對象進(jìn)行數(shù)字化，因此數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)日益得到重視。在圖像處理、瞬態(tài)信號檢測、軟件無線電等一些領(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)?，F(xiàn)在的高速數(shù)據(jù)采集處理卡一般采用高性能數(shù)字信號處理器（DSP）和高速總線技術(shù)的框架結(jié)構(gòu)。DSP用于完成計算量巨大的實時處理算法，高速總線技術(shù)則完成處理結(jié)果或者采樣數(shù)據(jù)的快速傳輸。DSP主要采用TI或者ADI公司的產(chǎn)品，高速總線可以采用ISA、PCI、USB等總線技術(shù)。目前，使用比較廣泛的是PCI總線，雖然其有很多優(yōu)點，但是存在如下嚴(yán)重缺陷；易受機(jī)箱內(nèi)環(huán)境的影響，受計算機(jī)插槽數(shù)量的地址、中斷資源的限制而不可能掛接很多設(shè)備等。USB總線由于具有安裝方便、高帶這、易擴(kuò)展等優(yōu)點，其中USB2.0標(biāo)準(zhǔn)有著高達(dá)4800bps的傳輸速率，已經(jīng)逐漸成為計算機(jī)接口的主流。本文介紹一個采用USB2.0接口和高性能DSP的高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，主要是為光纖通信中密集波分復(fù)用系統(tǒng)的波長檢測與調(diào)整所設(shè)計的，也可以應(yīng)用于像圖像處理、雷達(dá)信號處理等相關(guān)領(lǐng)域。

1高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)原理及器件選用

整個高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的硬件構(gòu)成為：高速ADC、高速大容量數(shù)據(jù)緩沖、高性能DSP和USB2.0接口。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。

高性能DSP采用TI公司的TMS320C6000系列定點DSP中的TMS320C6203B；高速ADC采用TI公司的ADS5422，14位采樣，最高采樣頻率為62MHz；PC機(jī)接口采用USB2.0，理論最大數(shù)據(jù)傳輸速率為480Mbps，器件選用Cypress公司EZ-USBFX2系列中的CY7C68013；數(shù)據(jù)緩沖采用IDT公司的高速大容量FIFO器件IDT72V2113；程序存儲在Flash存儲器中，器件選用SST291E010。下面逐一介紹各個器件的主要特性。

摘要：數(shù)據(jù)廣播分發(fā)系統(tǒng)能夠?qū)⑿l(wèi)星有效數(shù)據(jù)廣播分發(fā)給地面接收設(shè)備，實現(xiàn)衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)所有用戶終端數(shù)據(jù)傳輸。目前常用數(shù)據(jù)廣播分發(fā)設(shè)備采用傳統(tǒng)應(yīng)答機(jī)設(shè)計思路，信息處理流程為先低中頻調(diào)制再進(jìn)行上變頻濾波及放大后輸出，產(chǎn)品功耗和體積較大，不能滿足衛(wèi)星小型化和輕量化需求。采用基于高速DAC平臺的數(shù)據(jù)廣播設(shè)備利用軟件無線電的思想，可實現(xiàn)S波段直接擴(kuò)頻調(diào)制和輸出，取消傳統(tǒng)設(shè)備的上變頻處理，從而更加方便實現(xiàn)產(chǎn)品的小型化和輕量化。

關(guān)鍵詞：高速DAC；數(shù)據(jù)廣播分發(fā)；電路設(shè)計

數(shù)據(jù)廣播分發(fā)系統(tǒng)能夠?qū)⑿l(wèi)星提取精確目標(biāo)信息和定位信息廣播傳輸給覆蓋范圍內(nèi)的地面設(shè)備，具有覆蓋范圍廣，不受天氣影響等優(yōu)勢，在防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援等方面發(fā)揮重要的作用。傳統(tǒng)廣播分發(fā)設(shè)備采用應(yīng)答機(jī)設(shè)計思路，采用低中頻調(diào)制再進(jìn)行上變頻的方案，單機(jī)信息處理流程詳見圖1所示。整個單機(jī)信息流程處理較復(fù)雜，不利于單機(jī)的小型化和輕量化[1]。

1設(shè)計方案

為了優(yōu)化產(chǎn)品的信息流程，圖2給出了一種基于高速（Dig-ital-to-AnalogConverter，DAC）的數(shù)據(jù)廣播分發(fā)設(shè)備的架構(gòu)，采用軟件無線電數(shù)字射頻化方案，直接實現(xiàn)S頻段信號輸出。通過FPGA對接收到的完成空幀填充、經(jīng)RS編碼交織、加擾、擴(kuò)頻調(diào)制、濾波、QPSK調(diào)制、經(jīng)高速DAC產(chǎn)生S頻段射頻信號f0，射頻信號經(jīng)濾波、放大隔離后輸出。采用該種方案，利用數(shù)字調(diào)制及高速數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)，直接實現(xiàn)S頻段廣播分發(fā)射頻信號，去掉不必要的射頻變頻處理等流程，從而減輕單機(jī)的體積和重量，滿足衛(wèi)星小型化、輕量化的需求編碼調(diào)制模塊是廣播分發(fā)設(shè)備的核心，包括SRAM型FPGA、高速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片（DAC）、BALUN、濾波器、溫補(bǔ)放大電路、隔離電路，具體如圖3所示。編碼調(diào)制模塊FPGA主要完成指令接收處理、時鐘生成與監(jiān)控、數(shù)據(jù)自發(fā)與接收、幀頭判斷、RS信道編碼與星座映射、多速率成型濾波，數(shù)字?jǐn)U頻調(diào)制、數(shù)據(jù)輸出，高速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片將數(shù)字調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為射頻調(diào)制信號后輸出。

2高速DAC選型

摘要：介紹基于USB2.0協(xié)議、最多可四路同步采樣的高速同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其單通道采樣速度620ksps，四通道同時采樣速度可達(dá)180ksps。USB接口控制及通信芯片采用Cypress公司FX2系列中的CY7C68013，通過對其可編程接口控制邏輯的合理設(shè)計和芯片內(nèi)部FIFO的有效運用，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速連續(xù)采樣。

關(guān)鍵詞：USB2.0協(xié)議同步數(shù)據(jù)采集CY7C68013可編程控制接口FIFO

USB（UniversalSerialBus）總線是INTEL、NEC、MICROSOFT、IBM等公司聯(lián)合提出的一種新的串行總線接口規(guī)范。為了適應(yīng)高速傳輸?shù)男枰?000年4月，這些公司在原1．1協(xié)議的基礎(chǔ)上制訂了USB2．0傳輸協(xié)議，已超過了目前IEEE1394接口400Mbps的傳輸速度，達(dá)到了480Mbps。USB總線使用簡單，支持即插即用PnP（PlugAndPlay），一臺主機(jī)可串連127個USB設(shè)備。設(shè)備與主機(jī)之間通過輕便、柔性好的USB線纜連接，最長可達(dá)5m，使設(shè)備具有移動性，可自由掛接在具有USB接口的運行在Windows98／NT平臺的PC機(jī)上。USB總線已被越來越多的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)和用戶自定義外設(shè)所使用，如鼠標(biāo)、鍵盤、掃描儀、音箱等。

筆者結(jié)合設(shè)備檢測中數(shù)據(jù)采集的實際需要，設(shè)計了該高速同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)最多可四路同步采樣，單通道采樣速度可達(dá)620ksps，四通道同時采樣速度可達(dá)180ksps。USB接口控制芯片采用Cypress公司FX2系列中的CY7C68013，通過對其可編程接口控制邏輯的合理設(shè)計和芯片內(nèi)部FIFO的有效運用，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速連續(xù)采樣和傳輸。

1基本原理

該采集系統(tǒng)總體框架分三部分：主機(jī)（能支持USB2．0協(xié)議的PC機(jī)）、內(nèi)部包含CPU及高速緩存的USB接口控制芯片（CY7C68013）和高速同步采樣芯片（MAX115），如圖1所示。其數(shù)據(jù)傳輸分兩部分：控制信號傳輸和采集數(shù)據(jù)傳輸?？刂菩盘柗较驗橛芍鳈C(jī)到外設(shè)，由外設(shè)CPU控制，數(shù)據(jù)量較?。徊杉降臄?shù)據(jù)由外設(shè)到主機(jī)，數(shù)據(jù)量較大。為了保證較高的傳輸速度，不經(jīng)過CPU。系統(tǒng)基本操作過程為：主機(jī)給外設(shè)一個采樣控制信號，F(xiàn)X2根據(jù)該信號向A／D轉(zhuǎn)換器送出相應(yīng)控制信號，即采樣模式控制字；之后由A／D轉(zhuǎn)換器自主控制轉(zhuǎn)換，并將各通道采樣數(shù)據(jù)存入其片內(nèi)緩存。一旦轉(zhuǎn)換完成，由A／D的完成位向FX2的可編程控制接口發(fā)讀采樣結(jié)果信號；然后由可編程接口的控制邏輯依次將各通道采樣結(jié)果從A／D的緩存讀入FX2的內(nèi)部FIFO。當(dāng)FIFO容量達(dá)到指定程度后，自動將數(shù)據(jù)打包傳送給USB總線。期間所有操作不需要CPU的干預(yù)。采樣過程中接口控制邏輯依次取走批量數(shù)據(jù)，在打包傳送時A／D仍持續(xù)轉(zhuǎn)換，內(nèi)部FIFO也持續(xù)寫入轉(zhuǎn)換結(jié)果。只要內(nèi)部FIFO寫指針和讀指針位置相差達(dá)到指定的值就立即取走數(shù)據(jù)。從而保證了同步連續(xù)高速采集的可靠性。

摘要：本文主要介紹支持USB2.0高速傳輸?shù)腅Z－USBFX2單片機(jī)CY7C68013，并詳細(xì)說明用此芯片實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和相應(yīng)的Windows驅(qū)動程序及底層固件程序的開發(fā)過程。

關(guān)鍵詞：CY7C68013USB2.0數(shù)據(jù)采集固件

1引言

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究對數(shù)據(jù)采集的要求日益提高，在瞬態(tài)信號測量、圖像處理等一些高速、高精度的測量中，需要進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集?，F(xiàn)在通用的高速數(shù)據(jù)采集卡一般多是PCI卡或ISA卡，存在以下缺點：安裝麻煩、價格昂貴；受計算機(jī)插槽數(shù)量、地址、中斷資源限制，可擴(kuò)展性差；在一些電磁干擾性強(qiáng)的測試現(xiàn)場，無法專門對其做電磁屏蔽，導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)失真。

通用串行總線USB是1995年康柏、微軟、IBM、DEC等公司為解決傳統(tǒng)總線不足而推廣的一種新型的通信標(biāo)準(zhǔn)。該總線接口具有安裝方便、高帶寬、易于擴(kuò)展等優(yōu)點，已逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢?；赨SB的高速數(shù)據(jù)采集卡充分利用USB總線的上述優(yōu)點，有效解決了傳統(tǒng)高速數(shù)據(jù)采集卡的缺陷。

2硬件設(shè)計

【摘要】本文主要闡述了USB2.0接口和DSP構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理、結(jié)構(gòu)組成及其設(shè)計與實現(xiàn)。為達(dá)到設(shè)計的要求，詳細(xì)地對其系統(tǒng)組成器件的選擇及其特性和硬件的連接作了說明。重點介紹了USB技術(shù)及其軟件設(shè)計。在這部分中，介紹了講述了相關(guān)的主機(jī)接口，這類接口簡化了主機(jī)內(nèi)部客戶軟件與設(shè)備應(yīng)用之間的通信。本章所涉及的具體實例部分只是作為例子，以闡述主機(jī)系統(tǒng)響應(yīng)USB設(shè)備請求的行為。USB主機(jī)可以提供不同的軟件系統(tǒng)實現(xiàn)方法，完成相應(yīng)的主機(jī)操作。系統(tǒng)軟件設(shè)計過程中常見故障的分析。

【關(guān)鍵詞】USB2.0接口DSP高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

TheAnalysisandDesignThatUSB2.0ConnectstheHigh-speedDataThatandDSPDonstitutetoCollecttheSystem

AbstractThistextmainlyelaboratedthattheUSB2.0connectsthehigh-speeddatathatandDSPconstitutetocollecttheworkprinciple,structureofthesystemtoconstituteanditdesignswiththerealization.Inordertoattaintherequestofdesign,detailedastoit''''sthesystemconstitutedthechoiceofthemachinepieceandtheconjunctionofthehardwarestomaketheelucidation.ThepointintroducedtechniqueofUSBanditssoftwaredesigns.InthissectiondescribesthehostinterfacesnecessarytofacilitateUSBcommunicationbetweenasoftwareclient,residentonthehost,andafunctionimplementedonadevice.Theimplementationdescribedinthischapterisnotrequired.ThisimplementationisprovidedasanexampletoillustratethehostsystembehaviorexpectedbyaUSBdevice.AhostsystemmayprovideadifferenthostsoftwareimplementationaslongasaUSBdeviceexperiencesthesamehostbehavior.Inthesystemsoftwaredesignprocesstheanalysisofthefamiliarbreakdown.

KeywordsUSB2.0interfacesDSPThehigh-speeddatacollectsthesystem

一緒言

隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，對外部總線速度的要求越來越高。通用串行總線(UniversalSerialBus，即USB總線)憑借其即插即用、熱插拔以及較高的傳輸速率等優(yōu)點，成為PC機(jī)與外設(shè)連接的普遍標(biāo)準(zhǔn)。在許多便攜式電腦上，已經(jīng)找不到RS-232接口。迄今為止，常用的USB總線標(biāo)準(zhǔn)有1998年的USBl．1版本和2000年的USB2．0版本。其中1．1版本支持兩種傳輸速率：1．5Mbps和12Mbps，主要應(yīng)用在低速傳輸要求的場合；而2．0版本面向高數(shù)據(jù)率傳輸?shù)膱龊?，支?80Mbps的傳輸速度，并向下完全兼容USBl．1協(xié)議。在實際應(yīng)用中，通常會遇到一些突發(fā)信號，需要對其進(jìn)行高速采集，對數(shù)據(jù)進(jìn)行高速傳輸，所以USB2．0標(biāo)準(zhǔn)自然成為首選。以Cypress公司的EZ-USBFX2系列中的CY7C68013芯片作為核心控制器，設(shè)計開發(fā)了一套符合USB2．0標(biāo)準(zhǔn)的高速同步數(shù)據(jù)采集器。

1CY7C68013芯片

Cypress公司的EZ-USBFX2系列中的CY7C68013，是目前市面上比較少的符合USB2．0標(biāo)準(zhǔn)的USB控制器之一。與其它同類芯片相比，它提供了4KB的FIFO和一個功能十分強(qiáng)大的GPIF(GeneralProgrammableInterface)模塊。后者相當(dāng)于一個可編程狀態(tài)機(jī)，正是由于它的存在，使得CY7C68013比其它同類芯片具有強(qiáng)大的互聯(lián)能力。CY7C68013芯片的結(jié)構(gòu)，其主要特點如下：

·CY7C68013內(nèi)部集成了一個增強(qiáng)型的51內(nèi)核，其指令集與標(biāo)準(zhǔn)的8051兼容，并且在多方面有所改進(jìn)。例如：最高工作頻率可達(dá)48MHz，一個指令周期為4個時鐘周期，兩個UART接口，三個定時計數(shù)器，一個I2C接口引擎等。

·CY7C68013提供了一個串行接口引擎(SIE)，負(fù)責(zé)完成大部分USB2．0協(xié)議的處理工作，從而大大減輕了USB協(xié)議處理的工作量，并且提供了4KB的FIFO保證數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)男枰?/p>

·為了滿足與各種不同類型外設(shè)的互聯(lián)需要，芯片中集成了一個GPIF模塊，讓用戶可以按照外設(shè)的時序進(jìn)行波形編輯，而不需要復(fù)雜的程序描述，就可以保證GPIF與內(nèi)部．FIFO的協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)芯片與高速外圍設(shè)備之間的邏輯連接和高速數(shù)據(jù)傳輸。這對于開發(fā)者來說是相當(dāng)友好的。筆者就是利用這一特性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速同步采集及傳輸。

摘要：如何實現(xiàn)PC與單片機(jī)系統(tǒng)間的高速數(shù)據(jù)通信，是測量控制系統(tǒng)中經(jīng)常遇到的難題。本文系統(tǒng)地介紹利用EPP接口協(xié)議實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信的原理，并從硬件、軟件兩方面給出一個應(yīng)用EPP接口協(xié)議的設(shè)計實例。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)通信EPP

前言

單片機(jī)系統(tǒng)中常常需要具備與PC機(jī)通信的功能，便于將單片機(jī)中的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)中用于統(tǒng)計分析處理；有時又需要將PC機(jī)中的數(shù)據(jù)裝入單片機(jī)系統(tǒng)中，對單片機(jī)程序進(jìn)行驗證和調(diào)試。目前常用的通信方式是串行通信，但傳輸速率太低，以9600bps計算，傳輸1MB至少需要10min(分鐘)以上。并行通信克服了串行通信傳輸速率低的缺點。標(biāo)準(zhǔn)并行口SPP（StandardParallelPort）方式實現(xiàn)了由PC機(jī)向外設(shè)的單向傳輸，但實現(xiàn)PC機(jī)接收外設(shè)發(fā)送的數(shù)據(jù)則非常麻煩；而增強(qiáng)型并行口EPP（EnhancedParallelPort）協(xié)議卻很好地解決了這一問題，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的高速數(shù)據(jù)通信。

一、EPP接口協(xié)議介紹

EPP協(xié)議最初是由Intel、Xircom、Zenith三家公司聯(lián)合提出的，于1994年在IEEE1284標(biāo)準(zhǔn)中。EPP協(xié)議有兩個標(biāo)準(zhǔn)：EPP1.7和EPP1.9。與傳統(tǒng)并行口Centronics標(biāo)準(zhǔn)利用軟件實現(xiàn)握手不同，EPP接口協(xié)議通過硬件自動握手，能達(dá)到500KB/s～2MB/s的通信速率。

摘要：介紹了一種基于USB2．0接口的同步高速數(shù)據(jù)采集的設(shè)計方案及其軟硬件的設(shè)計方法，對Cypress的USB2．0控制芯片CY7C68013和同步數(shù)據(jù)采集芯片AD7862的特性作了簡要說明，同時重點介紹CPIP及其驅(qū)動軟件的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：USB2．0EZ—USBFX2同步數(shù)據(jù)采集

隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，對外部總線速度的要求越來越高。通用串行總線(UniversalSerialBus，即USB總線)憑借其即插即用、熱插拔以及較高的傳輸速率等優(yōu)點，成為PC機(jī)與外設(shè)連接的普遍標(biāo)準(zhǔn)。在許多便攜式電腦上，已經(jīng)找不到RS-232接口。迄今為止，常用的USB總線標(biāo)準(zhǔn)有1998年的USBl．1版本和2000年的USB2．0版本。其中1．1版本支持兩種傳輸速率：1．5Mbps和12Mbps，主要應(yīng)用在低速傳輸要求的場合；而2．0版本面向高數(shù)據(jù)率傳輸?shù)膱龊?，支?80Mbps的傳輸速度，并向下完全兼容USBl．1協(xié)議。在實際應(yīng)用中，通常會遇到一些突發(fā)信號，需要對其進(jìn)行高速采集，對數(shù)據(jù)進(jìn)行高速傳輸，所以USB2．0標(biāo)準(zhǔn)自然成為首選。以Cypress公司的EZ-USBFX2系列中的CY7C68013芯片作為核心控制器，設(shè)計開發(fā)了一套符合USB2．0標(biāo)準(zhǔn)的高速同步數(shù)據(jù)采集器。

1CY7C68013芯片

Cypress公司的EZ-USBFX2系列中的CY7C68013，是目前市面上比較少的符合USB2．0標(biāo)準(zhǔn)的USB控制器之一。與其它同類芯片相比，它提供了4KB的FIFO和一個功能十分強(qiáng)大的GPIF(GeneralProgrammableInterface)模塊。后者相當(dāng)于一個可編程狀態(tài)機(jī)，正是由于它的存在，使得CY7C68013比其它同類芯片具有強(qiáng)大的互聯(lián)能力。圖1是CY7C68013芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要特點如下：

·CY7C68013內(nèi)部集成了一個增強(qiáng)型的51內(nèi)核，其指令集與標(biāo)準(zhǔn)的8051兼容，并且在多方面有所改進(jìn)。例如：最高工作頻率可達(dá)48MHz，一個指令周期為4個時鐘周期，兩個UART接口，三個定時計數(shù)器，一個I2C接口引擎等。