基于ieee―1394总线的高速数据采集系统设计

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1、基于IEEE-1394总线的高速数据采集系统设计基于IEEE-1394总线的高速数据采集系统设计呼明亮，车炯晖，赵君，任晓琨(中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710065)摘要：为了实现数据采集系统实时性、通用化、小型化设计，该文提出了一种基于IEEE-1394总线的高速数据采集系统设计和实现方案。硬件架构上，系统采用IEEE-1394总线专用芯片，实现了数据高速率、高可靠性传输；采用FPGA+DSP的数据处理架构，将数据采集与算法处理分开独立运行；采用FPGA静态局部重构技术，实现了不同子系统的功能配置；采用开关动态切换技术，实现了信号采集的灵活配置和小型化设计

2、。软件架构上，系统采用模块化设计思路，实现了不同工作模式之间的切换。实验表明该系统具备很强的数据采集与解算能力。关键词：数据采集；IEEE-1394；静态局部重构；模式配置分类号：TP336文献标识码：A文章编号:1009-3044(2014)19一4450—04DesignofaHigh-speedDataCollectingSystemBasedonIEEE-1394BusHUMing-liang,CHEJiong-hui,ZHAOJun，RENXiao-kun(Xi'anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstitute,A

3、VIC，Xi’an710065,China)Abstract：Inordertoachievethedesignofdatacollectingsysteminreal-time，universalandminiaturization,thispaperintroducesadesignandimplementationofahigh-speeddatacollectingsystembasedonIEEE-1394Bus.Inthehardwarearchitecture,theIEEE-1394Busdedicatedchipsareusedtoachievetheh

4、igh-speeddataacquisitionandreliabilitytransmission.ByusingFPGA+DSPdataprocessingarchitecture,thedataacquisitionandprocessingalgorithmsrunseparately.Byusingthestaticpartialreconfigurationtechnology，differentsubsystemachievesspecificfunctionalconfiguration.Byusingswitchtechnology,thecircuit

5、sofanalogsignalsimplementflexibleconfigurationandcomeinpatterndesign.Inthesoftwarearchitecture,amodulardesignconceptisusedtothesystemdesign,andswitchingbetweendifferentoperatingmodesisrealized.Thesystemhasthestrongadvantageofdatacollectionandsolvercapabilitiesasillustratedintheexperiment.

6、Keywords：datecollection；IEEE-1394；dynamicpartialreconfiguration；configuration飞机机电管理数据采集系统目前正朝着集中解算，分布式采集和控制的方向快速发展，为了更真实、准确地反映被测对象的特性，许多测试项目转向动态参数测试。这对测试系统的实时性、可靠性、数据传输速率等指标提出了更高要求。传统串行总线数据传输速率较低、灵活性较差，无法满足数据采集动态测试要求。IEEE-1394（FireWire）因其高数据传输速率、高可靠性、配置灵活、易于扩展等优势，为高速数据采集系统及其子系统间的互连提供了快速方便

7、的解决方法。IEEE-1394标准中规定的协议较为复杂，实际应用中多采用专用总线接口芯片。数据采集系统的控制芯片常用单片机或DSP（数字信号处理器）实现，但其工作时钟频率受限，难以适应高速数据采集系统的实时性要求。FPGA（现场可编程门阵列）可以构建高度并行的架构，具有很高的吞吐量和原始数据处理能力，但实现复杂算法较为困难，而FPGA+DSP方案，弥补了系统设计的不足：系统数据采集的控制、缓存及外围设备通讯，用FPGA硬件实现，而复杂算法处理由DSP独立完成。基于上述理论，该文设计了一套以DSP为主控制器，FPGA为协处理器搭