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基于DSP和以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)
摘要：介紹了一種基于DSP和以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。論述了數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)中的以太網(wǎng)應(yīng)用，介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案，提出了基于實(shí)時操作系統(tǒng)DSP/BIOS進(jìn)行軟件設(shè)計的思路和實(shí)現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞：DSP 以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)采集 實(shí)時
隨著測試技術(shù)的不斷發(fā)展，低功耗、高性能的DSP逐漸取代了通用單片機(jī)在數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)中的地位；同時，以太網(wǎng)技術(shù)也在數(shù)據(jù)采集、測試測量技術(shù)中發(fā)揮越來越大的作用。本文從軟件、硬件出發(fā)，介紹一種基于DSP和以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的設(shè)計思想及實(shí)現(xiàn)。
1 基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)
生產(chǎn)和科研領(lǐng)域?qū)y試的要求越來越高，所需測試和處理的數(shù)據(jù)量也越來越巨大，有時需要多個測試儀器同時進(jìn)行測試，各測試儀器之間又需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；而且測試領(lǐng)域也越來越廣泛，有些現(xiàn)場不適合工作人員親臨，這時就需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制。以太網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)中的應(yīng)用如圖1所示。
與工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用比較多的現(xiàn)場總線比較，以太網(wǎng)最大的特點(diǎn)是開發(fā)性好、成本低。通過把復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議封裝而提供各種網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)測試的開發(fā)變得不再復(fù)雜。同時，由于網(wǎng)絡(luò)測試帶來巨大效益，使網(wǎng)絡(luò)測試在測試自動化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。以太網(wǎng)作為分布式測試的一個網(wǎng)絡(luò)方案，其潛力無疑是巨大的。
圖1 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)中的以太網(wǎng)應(yīng)用
以太網(wǎng)接口控制器和DSP微處理器的價格不斷下降，使得將以太網(wǎng)直接集成到基于DSP等嵌入式系統(tǒng)的測試、采集、工業(yè)I/O設(shè)備中成為越來越明顯的趨勢�；谝蕴W(wǎng)的I/O設(shè)備是將以太網(wǎng)接口直接嵌入到設(shè)備內(nèi)部，所以使得設(shè)備更簡潔，體積更小，安裝也更靈活。和一些目前應(yīng)用于工業(yè)的其它通信方案比較，以太網(wǎng)方式通常需要功能更強(qiáng)大的微處理器和更大的內(nèi)存。而網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是DSP技術(shù)的應(yīng)用，可以大大降低這方面的成本。
2 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的硬件設(shè)計
該系統(tǒng)以TI公司的TMS320C6000系列DSP中的TMS320C6211和10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)控制芯片MX98728EC為核心，主要包括ADC數(shù)據(jù)采集、DSP數(shù)據(jù)處理和以太網(wǎng)接口三個部分。圖2為數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)框圖。
2.1 TMS320C6000 DSP
TMS320C6000是美國TI公司于1997年推出的新一代高性能DSP芯片。這種芯片是定點(diǎn)、浮點(diǎn)兼容的DSP。其定點(diǎn)系列是TMS32C62XX，浮點(diǎn)系列是TMS320C67XX。TMS320C6000片內(nèi)有8個并行的處理單元，分為相同的兩組，芯片的最高時鐘頻率可以達(dá)到300MHz。當(dāng)芯片仙部8個處理單元同時運(yùn)行時，其最大處理能力可以達(dá)到2400MIPs。本數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采用TMS320C6211，其主要特別如下：
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