基于usb2.0的高速数据采集系统

《基于usb2.0的高速数据采集系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国内图书分类号：TP274+.2国际图书分类号：681.2工学硕士学位论文基于USB2.0的高速数据采集系统硕士研究生：罗伟林导师：王立欣教授申请学位：工学硕士学科、专业：电气工程所在单位：电气工程系答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP274+.2U.D.C.:681.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringAHIGH-SPEEDDATAACQUISITIONSYSTEMBASEDONUSB2.0Candidate：LuoWeilinSupervisor：Prof.WangLixinAc

2、ademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：Dept.ofElectricalEngineeringDateofDefence：June，2008Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要USB接口因其易用、真正的热插拔等优点在测量仪器领域广泛应用。本文基于USB2.0高速传输开发了便携式高速数据采集系统，并针对如何提高系统的数据传输速度和USB设备驱动的开

3、发进行了深入研究。首先研制了采用LPC2888作为核心控制器的USB数据采集系统。利用其内部集成USB高速设备控制器完成从数据缓存到USB总线DMA方式的数据传输；利用其GPDMA控制器实现从数据采集模块到数据缓存的DMA传输；并通过数据缓存的半满、全满中断对两个DMA操作进行协调，完成了DMA方式的数据传输流程。经测试，系统工作流程正确，但由于LPC2888从外部IO口到内部缓存的DMA传输过程速度较低成为系统带宽瓶颈，系统实时采样率限制在2Msps。为提高系统整体数据传输速度，重新设计并实现了以FPGA为核心控制器、以CY7C68013为接口芯片的USB数据采集系统。经测试，系统工

4、作稳定可靠，数据采集传输结果正确，系统实时采样率达10Msps。本文以上述两个系统为基础，着重对USB接口系统的数据传输速度进行了测试分析。经过优化设计，两个系统的USB接口数据传输速度分别达到了14.0MB/s和37.4MB/s。使USB数据采集系统中数据传输速度普遍较低的问题得到了解决。最后对影响USB接口数据传输速度的因素进行了分析。在USB设备驱动的开发上，本文在两套系统中成功应用了VISA方法。验证了VISA是一种开发USB接口应用系统的通用方法。在CY7C68013系统上，对VISA生成的驱动和接口芯片生产厂商提供的驱动进行了比较测试。两种驱动均能够实现系统工作流程且系统运

5、行稳定，但VISA驱动的执行效率稍逊于接口芯片厂商提供的驱动。CY7C68013接口芯片使用VISA驱动和Cypress公司提供的驱动所能达到的最大带宽分别为21.9MB/s和37.4MB/s。关键词数据采集；USB2.0；VISA；LPC2888；CY7C68013-I-I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractUSBinterfacehasbeenwidelyusedinthemeasuringinstrumentsduetosuchadvantagesasflexibleexpandablityandHotPlugIn.Aportablehighspeeddataacqui

6、sitionsystemisdevelopedbasedonUSB2.0highspeedtransmissioninthispaper.Thetwoproblem,howtoincreasethedatatransmissionspeedofthesystemandthedevelopmentoftheUSBdevicedriver,arealsowellstudied.Firstly,aUSBdataacquisitionsystemwiththekernelcontrollerLPC2888isdesigned.TheDMAtransmissionfromdatacachetoU

7、SBbusisrealizedbyLPC2888’sUSBhighspeeddevicecontroller.TheDMAtransmissionfromthedataacquisitionmoduletodatacacheisrealizedbyLPC2888’sGPDMAcontroller.ThetwoDMAprocessarecorrespondedbydatacache’sfullcompleteandhalfcompleteinte