高速數據范文10篇

1現代工業生產介紹

現代工業生產和科學研究對數據采集的要求日益提高。目前比較通用的是在PC或工控機內安裝數據采集卡（如A／D卡及422、485卡）。但這些數據采集設備存在以下缺陷：安裝麻煩、價格昂貴、受計算機插槽數量、地址、中斷資源的限制，可擴展性差，同時在一些電磁干擾性強的測試現場，可能無法專門對其作電磁屏蔽，從而導致采集的數據失真。

傳統的外設與主機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串行總線雖然連結簡單，但其傳輸速度慢（56kbps），且主機的串口數目也有限。

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總線的不足，而推出的一種新型串行通信標準。該總線接口具有安裝方便、高帶寬、易擴展等優點，已經逐漸成為現代數據傳輸的發展趨勢。基于USB的數據采集系統充分利用USB總線的上述優點，有效地解決了傳統數據采集系統的缺陷。USB的規范能針對不同的性能價格比要求提供不同的選擇，以滿足不同的系統和部件及相應不同的功能，從而給使用帶來極大方便。

2系統介紹

2．1數據采集系統的結構與功能

摘要：本文基于高速公路運營體系六大子系統及高速公路的大數據來源，分析了大數據在高速公路運營管理體系中的應用，該研究能夠更好的為高速公路運營發展提供安全保障，對當前高速公里養護及管理提供有力的技術支持。

關鍵詞：高速公路；大數據；運營管理

1前言

在高速公路的運營過程中，主要包括經營、養護成本、賠付以及運營安全及企業績效這六大子系統。在高速公路的運行過程中，這六大子系統有規律的進行著，這種規律可以產生一定的數據，日積月累構成了一個龐大的數據庫，被稱為高速公路運營的大數據[1]。

2高速公路中大數據的來源

高速公路中的大數據主要有以下幾個來源：①高速公路收費系統（ETC）：高速公路上都對應著自己的收費站，使用收費站的收費系統可以查詢到所有經過車輛的過路費用及車輛信息，日積月累構成了一個龐大的數據庫，這個數據可以精確地定位到車輛在高速公路的位置及費用信息；②應用系統數據：監控及結算中心的清賬管理系統、12306人工服務系統、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據可以很好的構成高速公路數據庫；③傳感器數據[2]：高速公路上的路感線圈、標識站以及收費站出入口的RFID傳感器，能夠感知過往車輛，為數據庫提供有效的數據；④視頻監控系統的數據：道路中分帶及兩側、收費站出入口的視頻監控以及隧道路口可以很好的為數據庫提供視頻支持。以上的數據根據結構性能不同可以分為兩大類，結構化數據及非結構化數據[3]，結構化數據主要是高速公路收費系統及其相關應用系統產生的數據，這些數據主要是在關系數據庫中生成及保存，如SQLServer和Or－acle。而像監控視頻、圖片等非結構化的數據并沒有存放在關系數據可中。目前，非結構化的數據在高速路網中占比高達80%，傳統的數據處理應用軟件很難完成相應的任務。

摘要：介紹一個基于USB2.0接口和DSP的高速數據采集處理系統的工作原理、設計及實現。該高速數據采集處理系統采用TI公司的TMS320C6000數字信號處理器和Cypress公司的USB2.0接口芯片，可以實現高速采集和實時處理，有著廣泛的應用前景。

關鍵詞：USB2.0CY7C68013DSP高速數據采集

隨著數字信號處理理論和計算機的不斷發展，現代工業生產和科學技術研究都需要借助于數字處理方法。進行數字處理的先決條件是將所研究的對象進行數字化，因此數據采集與處理技術日益得到重視。在圖像處理、瞬態信號檢測、軟件無線電等一些領域，更是要求高速度、高精度、高實時性的數據采集與處理技術。現在的高速數據采集處理卡一般采用高性能數字信號處理器（DSP）和高速總線技術的框架結構。DSP用于完成計算量巨大的實時處理算法，高速總線技術則完成處理結果或者采樣數據的快速傳輸。DSP主要采用TI或者ADI公司的產品，高速總線可以采用ISA、PCI、USB等總線技術。目前，使用比較廣泛的是PCI總線，雖然其有很多優點，但是存在如下嚴重缺陷；易受機箱內環境的影響，受計算機插槽數量的地址、中斷資源的限制而不可能掛接很多設備等。USB總線由于具有安裝方便、高帶這、易擴展等優點，其中USB2.0標準有著高達4800bps的傳輸速率，已經逐漸成為計算機接口的主流。本文介紹一個采用USB2.0接口和高性能DSP的高速數據采集處理系統，主要是為光纖通信中密集波分復用系統的波長檢測與調整所設計的，也可以應用于像圖像處理、雷達信號處理等相關領域。

1高速數據采集處理系統原理及器件選用

整個高速數據采集處理系統的硬件構成為：高速ADC、高速大容量數據緩沖、高性能DSP和USB2.0接口。系統的原理框圖如圖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機接口采用USB2.0，理論最大數據傳輸速率為480Mbps，器件選用Cypress公司EZ-USBFX2系列中的CY7C68013；數據緩沖采用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：數據廣播分發系統能夠將衛星有效數據廣播分發給地面接收設備，實現衛星覆蓋范圍內所有用戶終端數據傳輸。目前常用數據廣播分發設備采用傳統應答機設計思路，信息處理流程為先低中頻調制再進行上變頻濾波及放大后輸出，產品功耗和體積較大，不能滿足衛星小型化和輕量化需求。采用基于高速DAC平臺的數據廣播設備利用軟件無線電的思想，可實現S波段直接擴頻調制和輸出，取消傳統設備的上變頻處理，從而更加方便實現產品的小型化和輕量化。

關鍵詞：高速DAC；數據廣播分發；電路設計

數據廣播分發系統能夠將衛星提取精確目標信息和定位信息廣播傳輸給覆蓋范圍內的地面設備，具有覆蓋范圍廣，不受天氣影響等優勢，在防災減災、應急救援等方面發揮重要的作用。傳統廣播分發設備采用應答機設計思路，采用低中頻調制再進行上變頻的方案，單機信息處理流程詳見圖1所示。整個單機信息流程處理較復雜，不利于單機的小型化和輕量化[1]。

1設計方案

為了優化產品的信息流程，圖2給出了一種基于高速（Dig-ital-to-AnalogConverter，DAC）的數據廣播分發設備的架構，采用軟件無線電數字射頻化方案，直接實現S頻段信號輸出。通過FPGA對接收到的完成空幀填充、經RS編碼交織、加擾、擴頻調制、濾波、QPSK調制、經高速DAC產生S頻段射頻信號f0，射頻信號經濾波、放大隔離后輸出。采用該種方案，利用數字調制及高速數模轉換技術，直接實現S頻段廣播分發射頻信號，去掉不必要的射頻變頻處理等流程，從而減輕單機的體積和重量，滿足衛星小型化、輕量化的需求編碼調制模塊是廣播分發設備的核心，包括SRAM型FPGA、高速數模轉換芯片（DAC）、BALUN、濾波器、溫補放大電路、隔離電路，具體如圖3所示。編碼調制模塊FPGA主要完成指令接收處理、時鐘生成與監控、數據自發與接收、幀頭判斷、RS信道編碼與星座映射、多速率成型濾波，數字擴頻調制、數據輸出，高速數模轉換芯片將數字調制信號轉換為射頻調制信號后輸出。

2高速DAC選型

摘要：介紹基于USB2.0協議、最多可四路同步采樣的高速同步數據采集系統。其單通道采樣速度620ksps，四通道同時采樣速度可達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計和芯片內部FIFO的有效運用，實現了數據的高速連續采樣。

關鍵詞：USB2.0協議同步數據采集CY7C68013可編程控制接口FIFO

USB（UniversalSerialBus）總線是INTEL、NEC、MICROSOFT、IBM等公司聯合提出的一種新的串行總線接口規范。為了適應高速傳輸的需要，2000年4月，這些公司在原1．1協議的基礎上制訂了USB2．0傳輸協議，已超過了目前IEEE1394接口400Mbps的傳輸速度，達到了480Mbps。USB總線使用簡單，支持即插即用PnP（PlugAndPlay），一臺主機可串連127個USB設備。設備與主機之間通過輕便、柔性好的USB線纜連接，最長可達5m，使設備具有移動性，可自由掛接在具有USB接口的運行在Windows98／NT平臺的PC機上。USB總線已被越來越多的標準外設和用戶自定義外設所使用，如鼠標、鍵盤、掃描儀、音箱等。

筆者結合設備檢測中數據采集的實際需要，設計了該高速同步數據采集系統。該系統最多可四路同步采樣，單通道采樣速度可達620ksps，四通道同時采樣速度可達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計和芯片內部FIFO的有效運用，實現了數據的高速連續采樣和傳輸。

1基本原理

該采集系統總體框架分三部分：主機（能支持USB2．0協議的PC機）、內部包含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。其數據傳輸分兩部分：控制信號傳輸和采集數據傳輸。控制信號方向為由主機到外設，由外設CPU控制，數據量較小；采集到的數據由外設到主機，數據量較大。為了保證較高的傳輸速度，不經過CPU。系統基本操作過程為：主機給外設一個采樣控制信號，FX2根據該信號向A／D轉換器送出相應控制信號，即采樣模式控制字；之后由A／D轉換器自主控制轉換，并將各通道采樣數據存入其片內緩存。一旦轉換完成，由A／D的完成位向FX2的可編程控制接口發讀采樣結果信號；然后由可編程接口的控制邏輯依次將各通道采樣結果從A／D的緩存讀入FX2的內部FIFO。當FIFO容量達到指定程度后，自動將數據打包傳送給USB總線。期間所有操作不需要CPU的干預。采樣過程中接口控制邏輯依次取走批量數據，在打包傳送時A／D仍持續轉換，內部FIFO也持續寫入轉換結果。只要內部FIFO寫指針和讀指針位置相差達到指定的值就立即取走數據。從而保證了同步連續高速采集的可靠性。

【摘要】本文主要闡述了USB2.0接口和DSP構成的高速數據采集系統的工作原理、結構組成及其設計與實現。為達到設計的要求，詳細地對其系統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技術及其軟件設計。在這部分中，介紹了講述了相關的主機接口，這類接口簡化了主機內部客戶軟件與設備應用之間的通信。本章所涉及的具體實例部分只是作為例子，以闡述主機系統響應USB設備請求的行為。USB主機可以提供不同的軟件系統實現方法，完成相應的主機操作。系統軟件設計過程中常見故障的分析。

【關鍵詞】USB2.0接口DSP高速數據采集系統

TheAnalysisandDesignThatUSB2.0ConnectstheHigh-speedDataThatandDSPDonstitutetoCollecttheSystem

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

KeywordsUSB2.0interfacesDSPThehigh-speeddatacollectsthesystem

一緒言

摘要：本文主要介紹支持USB2.0高速傳輸的EZ－USBFX2單片機CY7C68013，并詳細說明用此芯片實現高速數據采集系統和相應的Windows驅動程序及底層固件程序的開發過程。

關鍵詞：CY7C68013USB2.0數據采集固件

1引言

現代工業生產和科學研究對數據采集的要求日益提高，在瞬態信號測量、圖像處理等一些高速、高精度的測量中，需要進行高速數據采集。現在通用的高速數據采集卡一般多是PCI卡或ISA卡，存在以下缺點：安裝麻煩、價格昂貴；受計算機插槽數量、地址、中斷資源限制，可擴展性差；在一些電磁干擾性強的測試現場，無法專門對其做電磁屏蔽，導致采集的數據失真。

通用串行總線USB是1995年康柏、微軟、IBM、DEC等公司為解決傳統總線不足而推廣的一種新型的通信標準。該總線接口具有安裝方便、高帶寬、易于擴展等優點，已逐漸成為現代數據傳輸的發展趨勢。基于USB的高速數據采集卡充分利用USB總線的上述優點，有效解決了傳統高速數據采集卡的缺陷。

2硬件設計

隨著計算機技術的迅速發展，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點，成為PC機與外設連接的普遍標準。在許多便攜式電腦上，已經找不到RS-232接口。迄今為止，常用的USB總線標準有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，主要應用在低速傳輸要求的場合；而2．0版本面向高數據率傳輸的場合，支持480Mbps的傳輸速度，并向下完全兼容USBl．1協議。在實際應用中，通常會遇到一些突發信號，需要對其進行高速采集，對數據進行高速傳輸，所以USB2．0標準自然成為首選。以Cypress公司的EZ-USBFX2系列中的CY7C68013芯片作為核心控制器，設計開發了一套符合USB2．0標準的高速同步數據采集器。

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標準的USB控制器之一。與其它同類芯片相比，它提供了4KB的FIFO和一個功能十分強大的GPIF(GeneralProgrammableInterface)模塊。后者相當于一個可編程狀態機，正是由于它的存在，使得CY7C68013比其它同類芯片具有強大的互聯能力。CY7C68013芯片的結構，其主要特點如下：

·CY7C68013內部集成了一個增強型的51內核，其指令集與標準的8051兼容，并且在多方面有所改進。例如：最高工作頻率可達48MHz，一個指令周期為4個時鐘周期，兩個UART接口，三個定時計數器，一個I2C接口引擎等。

·CY7C68013提供了一個串行接口引擎(SIE)，負責完成大部分USB2．0協議的處理工作，從而大大減輕了USB協議處理的工作量，并且提供了4KB的FIFO保證數據高速傳輸的需要。

·為了滿足與各種不同類型外設的互聯需要，芯片中集成了一個GPIF模塊，讓用戶可以按照外設的時序進行波形編輯，而不需要復雜的程序描述，就可以保證GPIF與內部．FIFO的協調工作，實現芯片與高速外圍設備之間的邏輯連接和高速數據傳輸。這對于開發者來說是相當友好的。筆者就是利用這一特性，實現數據的高速同步采集及傳輸。

摘要：如何實現PC與單片機系統間的高速數據通信，是測量控制系統中經常遇到的難題。本文系統地介紹利用EPP接口協議實現高速數據通信的原理，并從硬件、軟件兩方面給出一個應用EPP接口協議的設計實例。

關鍵詞：單片機系統高速數據通信EPP

前言

單片機系統中常常需要具備與PC機通信的功能，便于將單片機中的數據傳送到PC機中用于統計分析處理；有時又需要將PC機中的數據裝入單片機系統中，對單片機程序進行驗證和調試。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。標準并行口SPP（StandardParallelPort）方式實現了由PC機向外設的單向傳輸，但實現PC機接收外設發送的數據則非常麻煩；而增強型并行口EPP（EnhancedParallelPort）協議卻很好地解決了這一問題，能夠實現穩定的高速數據通信。

一、EPP接口協議介紹

EPP協議最初是由Intel、Xircom、Zenith三家公司聯合提出的，于1994年在IEEE1284標準中。EPP協議有兩個標準：EPP1.7和EPP1.9。與傳統并行口Centronics標準利用軟件實現握手不同，EPP接口協議通過硬件自動握手，能達到500KB/s～2MB/s的通信速率。

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

關鍵詞：USB2．0EZ—USBFX2同步數據采集

隨著計算機技術的迅速發展，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點，成為PC機與外設連接的普遍標準。在許多便攜式電腦上，已經找不到RS-232接口。迄今為止，常用的USB總線標準有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，主要應用在低速傳輸要求的場合；而2．0版本面向高數據率傳輸的場合，支持480Mbps的傳輸速度，并向下完全兼容USBl．1協議。在實際應用中，通常會遇到一些突發信號，需要對其進行高速采集，對數據進行高速傳輸，所以USB2．0標準自然成為首選。以Cypress公司的EZ-USBFX2系列中的CY7C68013芯片作為核心控制器，設計開發了一套符合USB2．0標準的高速同步數據采集器。

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標準的USB控制器之一。與其它同類芯片相比，它提供了4KB的FIFO和一個功能十分強大的GPIF(GeneralProgrammableInterface)模塊。后者相當于一個可編程狀態機，正是由于它的存在，使得CY7C68013比其它同類芯片具有強大的互聯能力。圖1是CY7C68013芯片的結構示意圖，其主要特點如下：

·CY7C68013內部集成了一個增強型的51內核，其指令集與標準的8051兼容，并且在多方面有所改進。例如：最高工作頻率可達48MHz，一個指令周期為4個時鐘周期，兩個UART接口，三個定時計數器，一個I2C接口引擎等。