USB2.0高速数据采集系统中DMA传输技术详解
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本文主要探讨了USB数据采集系统中使用DMA(Direct Memory Access)技术进行高效数据传输的方法。USB,作为一种广泛应用于PC机的标准接口,以其即插即用、热插拔等特性,尤其是在USB2.0高速传输协议的支持下,成为低成本虚拟仪器系统的核心组成部分。 文章首先介绍了系统架构,基于Philips公司LPC2888微控制器作为核心控制器,该微控制器拥有ARM7TDMI内核和8kB高速缓存,工作频率高达60MHz。LPC2888集成的GPDMA控制器是关键部分,它支持多种类型的DMA传输,包括内存到内存、内存到外设、外设到内存以及外设到外设,确保了数据采集模块和内部缓存之间的高速数据交换。 数据采集模块由CPLD实现,负责实际的采样和触发控制。当系统连接到计算机并进入工作状态后,应用程序通过USB接口发送控制命令,配置采样通道、速率和触发模式。CPLD驱动ADC进行数据采集,并利用LPC2888的GPDMA进行DMA传输,将采样数据直接写入内部缓存,避免了CPU频繁干预,从而大大提高数据传输效率。 LPC2888的USB高速设备控制器进一步优化了这一过程,兼容USB2.0协议,理论最大传输速度可达480Mb/s。它通过AHB核心总线与ARM控制器和外部内存通信,当运行在DMA模式下,DMA引擎作为主机在总线上执行数据传输,无需CPU介入,实现了无缝的数据流传输,显著提升了数据采集系统的实时性和性能。 总结来说,本文详细阐述了如何通过LPC2888微控制器和其内置的GPDMA以及USB高速设备控制器,利用DMA技术来提升USB数据采集系统的性能,特别是在处理大量实时数据时,这种高效的传输方式对于实现快速、准确的数据采集至关重要。此外,文章还展示了如何通过硬件和软件的协同工作,实现USB设备的低延迟、高带宽数据传输,这对于现代科研和工业应用中的实时监控、信号处理等领域具有实际价值。
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