Datenerfassungssystemschnittstelle basierend auf USB-Bus-Technologie – FPGA implementiert Matlab
Die USB-Bus-Technologie ist eine häufig verwendete Datenübertragungsschnittstelle und wird häufig in verschiedenen Geräten und Systemen eingesetzt. Im Datenerfassungssystem können über die USB-Schnittstelle externe Sensoren, Messgeräte usw. angeschlossen und die erfassten Daten zur Verarbeitung und Analyse an einen Computer oder ein anderes Verarbeitungsgerät übertragen werden. In diesem Artikel wird erläutert, wie Sie mithilfe von FPGA eine auf dem USB-Bus basierende Datenerfassungssystemschnittstelle implementieren und diese mit der Matlab-Programmierung für die Datenverarbeitung kombinieren.
- Design der Systemarchitektur
Beim Entwurf der USB-Bus-basierten Datenerfassungssystemschnittstelle müssen die folgenden Aspekte berücksichtigt werden: USB-Kommunikationsprotokoll, FPGA-Auswahl und -Konfiguration, Datenerfassung und -übertragung sowie Matlab-Datenverarbeitung.
1.1 USB-Kommunikationsprotokoll
Es gibt viele Versionen des USB-Kommunikationsprotokolls, wobei USB 2.0 die am häufigsten verwendete und am weitesten unterstützte Version ist. Wir wählen USB 2.0 als Kommunikationsprotokoll des Systems, um eine schnelle Datenübertragung und Kompatibilität zu erreichen.
1.2 FPGA-Auswahl und -Konfiguration
FPGA ist ein programmierbares Logikgerät, das komplexe digitale Logikfunktionen implementieren kann. Bei diesem System wählen wir einen FPGA-Chip mit USB-Schnittstellenfunktion und nutzen entsprechende Entwicklungstools zur Konfiguration und Programmierung.
1.3 Datenerhebung und -übermittlung
Die Datenerfassung kann über externe Sensoren oder Messgeräte erfolgen, die Daten über analoge Eingangsschnittstellen oder digitale Eingangsschnittstellen an den FPGA-Chip übertragen können. Der FPGA-Chip überträgt die gesammelten Daten über die USB-Schnittstelle an den Computer.
1.4 Matlab-Datenverarbeitung
Matlab ist ein leistungsstarkes mathematisches Berechnungs- und Datenverarbeitungstool, das mit externen Geräten für Daten interagieren kann. Durch das Schreiben von Matlab-Programmen können wir Daten vom FPGA empfangen und verschiedene Datenverarbeitungen und -analysen durchführen.
- Schritte zur Systemimplementierung
2.1 FPGA-Konfiguration
Wählen Sie zunächst einen FPGA-Chip mit USB-Schnittstellenfunktion aus und konfigurieren Sie ihn mit den entsprechenden Entwicklungstools. Spezifische Konfigurationsschritte finden Sie im Benutzerhandbuch des FPGA-Chips und in der Dokumentation des Entwicklungstools.
2.2 Datenerhebung und -übermittlung
existieren