基于DSP和MAX1420的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 引言

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通信與信息技術(shù)領(lǐng)域中重要的功能模塊，應(yīng)用廣泛。而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大多以單片機(jī)或中規(guī)模數(shù)字電路為核心，其模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A／D轉(zhuǎn)換器)采樣速率較低。顯然傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不能完全滿足高速、高精度及具有數(shù)字信號(hào)處理功能要求，因此，這里提出一種基于DSPTMS320C6713和A/D轉(zhuǎn)換器和MAX1420的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用DSP控制MAX1420實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集，完成必要的數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。其中，數(shù)據(jù)通信是將系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)通信接口傳給上位機(jī)；而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是系統(tǒng)存儲(chǔ)必要數(shù)據(jù)，防止由于系統(tǒng)掉電而丟失數(shù)據(jù)。另外，DSP除完成系統(tǒng)控制外，還可通過編程設(shè)置實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理。從而實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)采集的開放式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2．1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　該高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)選用TI公司的TMS320C6713型DSP作為核心控制器，內(nèi)核采用超長指令字(VLIW)體系結(jié)構(gòu)，8個(gè)功能單元共用32個(gè)32位通用寄存器．最多可在一個(gè)周期內(nèi)同時(shí)執(zhí)行8條32位指令，提高程序執(zhí)行速度；具有32位外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)，尋址空間可達(dá)52 MB；可與SDRAM、SBRAM實(shí)現(xiàn)無縫連接，用于大容量高速存儲(chǔ)：直接異步存儲(chǔ)接口可與SRAM、EPROM連接，用于小容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和程序存儲(chǔ)：具有16個(gè)獨(dú)立的EDMA傳輸通道。在CPU不干預(yù)的情況下，支持多路數(shù)據(jù)的獨(dú)立快速傳輸；具有兩個(gè)支持全雙工通信的多通道緩沖串口McBSP。

　　另外，TMS320C6713便于擴(kuò)展存儲(chǔ)器和I／O接口。其總線在片內(nèi)不易受干擾，且應(yīng)用體積小，容易采取屏蔽措施，故可工作在電磁干擾較強(qiáng)的環(huán)境下，可靠性高。TMS320C6713采用增強(qiáng)型哈佛結(jié)構(gòu)，可以完成并行指令操作。片上還集成有40位算術(shù)邏輯單元ALU，2個(gè)17位×17位硬件乘法器等功能部件。

　　以TMS320C6713為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為32位，連接A/D轉(zhuǎn)換器、DSP、通信接口以及數(shù)據(jù)Flash的數(shù)據(jù)線。DSP的地址總線經(jīng)CPLD澤碼，實(shí)現(xiàn)對A/D轉(zhuǎn)換器、通信接口、數(shù)據(jù)Flash等器件的片選信號(hào)。DSP控制外圍器件時(shí)，需復(fù)用控制總線，因此也需對CPLD進(jìn)行譯碼。