基于DSP的高速数据采集系统硬件设计

　　数据采集系统如今已被广泛使用，涉及工业、商业、交通、信息等各个行业，而在众多平台中，DSP以其高速的运行速度、良好的硬件结构、适合运算的硬件组成等一系列优势。在数据采集系统中独树一帜，适合于数据高速、高精度的采集、处理等领域。

　　在一些领域中，系统要求速度快，实时性较好，数据处理精度高，本文以此为原则规划了高速数据采集系统的总体解决方案，采用TI公司出品的TMS320VC5509型DSP芯片+CPLD可控制逻辑作为系统的核心部分。系统主要由4部分组成：DSP最小系统、CPLD模块、信号调理和A/D转换模块、显示模块、上位机系统。系统框架图如图1所示。

　　其中，输入的信号可以是各种形式，可以是音频信号、编码的数字信号、压缩的图像信号，也可以是各种传感器输出的信号。然后经过滤波、放大电路输入到A/D转换器中进行模数转换，最后输入到DSP中进行计算和处理。

　　另外，DSP可与上位机进行通讯、数据处理，还可以扩展显示器、键盘等外部设备对系统进行更加方便的操作。

　　系统由DSP、电源及复位电路、时钟电路、EMIF总线接口和仿真接口等部分组成，另外可以再外接上CPLD、A/D、显示器、HPI主机接口等外围模块，整个硬件系统便基本完成了。下面将对硬件的各个部分进行选型。

　　1 DSP芯片的选型

　　DSP系统设计中，选择DSP芯片至关重要，只有选择了合适的DSP才能进行下一步的外围电路设计，总的来说，DSP芯片的选型是根据系统需要而确定，主要考虑处理速度、功耗、程序存储器和数据存储器的容量、片内的资源，如定时器的数量、I/O口数量、终端数量、DMA通道数等。

　　本文选取TI公司生产的DSP芯片，目前TI公司有3种系列的主流DSP芯片，分别为C2000，C5000，C6000系列，C2000系列的芯片一般应用于控制领域;C5000系列是16位定点，速度为40～200 MIPS，可编程，低功耗和高性能的DSP，主要用于有线或无线通信等;C6000系列是高性能DSP。综合了目前DSP性价比高，功耗低等一些优点，但价格较高。

　　综上所述，可以选择TI公司生产的TMS320VC5509芯片作为本系统的DSP芯片。下面简单总结了TMS320CV5509芯片的主要特点：

　　1)TMS320VC5509型DSP是一款高性能、低功耗的定点DSP，它的内部总线由1个程序总线、3个数据总线、两个数据写总线组成，这些总线使得DSP可以在一个周期内实现读3个数据和写两个数据的高性能。它的内核电压在时钟频率为200 MHz的时候为1.6 V，管脚电压在2.7～3.3 V的范围内，较低的内核电压和管脚电压实现了DSP的低功耗。