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數據采集與處理國內外研究現狀

時間:2019-05-12 14:29來源:畢業論文
數據采集與處理一直是生產實踐研究與應用領域的一個熱點和難點。隨著微電子制造工藝水平的飛速提高及數據分析理論的進一步完善與成熟,目前國內外對數據采集系統的高性能方面

數據采集與處理一直是生產實踐研究與應用領域的一個熱點和難點。隨著微電子制造工藝水平的飛速提高及數據分析理論的進一步完善與成熟,目前國內外對數據采集系統的高性能方面的研究上取得了很大的成就。就 A/D 轉換的精度、速度和通道數來說,采樣通道從單通道發展到雙通道、多通道,采樣頻率、分辨率、精度逐步提高,為分析功能的加強提供了前提條件。而在數據分析的微處理器上,最初的數據采集系統以 8 位單片機為核心,隨著微電子技術的不斷發展,新興單片機的不斷問世,16位、32位單片機也為數據采集系統研制廠家所采用,近來采用具有 DSP 功能的數據采集系統也己投入市場。同時,通用 PC 機的 CPU 用于數據處理也較為常見。總之,伴隨著高性能微處理器的采用和用戶技術要求的不斷提高,數據采集系統的功能也越來越完善。數據采集系統的發展主要體現在以下幾個趨勢:35348

首先,在專業測控方面,基于 PC 計算機的數據采集系統越來越成熟和智能化。在過去的二十年中,開放式架構 PC 機的處理能力平均每十八個月就增強一倍,為了充分利用處理器速度的發展,現代開放式測量平臺結合了高速總線接口,如PCI和 PXI/Compact PCI,以便獲得性能的進一步提升。計算機的性能提升和由此引起的基于計算機的測量技術的創新,正在持續不斷地模糊著傳統儀器和基于計算機的測量儀器之間的界線。 論文網 源¥自%六:維;論-文'網=www.aftnzs.live

其次,在通用測控方面,采用嵌入式微處理器的方案也由早期的采用 A/D 器件和標準單片機組成應用系統發展到在單芯片上實現完整的數據采集與分析,即目前極為熱門的 SOC (System On Chip)。通常在一塊芯片上會集成一個可以采樣多路模擬信號的 A/D 轉換子系統和一個硬 CPU 核(比如增強型 80_52 內核),而且其CPU 的運算處理速度和性能也較早期的標準 CPU 內核提高了數倍,而且有著極低的功耗。這種單芯片解決方案降低了系統的成本和設計的復雜性。
此外,為了解決 SOC 方案中數據處理性能的不足,采用 DSP 作為數據采集系統的 CPU 的研究與應用目前也逐漸引起業內重視。但是這類產品目前僅僅處于發展的初級階段,在精度、速度或其它性能指標上并不能很好的滿足要求。因此,國內外以 DSP 作為數據采集系統的采樣控制和分析運算的研究與應用正在展開。
由于DSP芯片獨特的結構特點和高速實現各種數字信號處理復雜算法的優點,自1980年以來,得到了突飛猛進的發展,DSP芯片的應用越來越廣泛。從運算速度來看,MAC(一次乘法和一次加法)時間從原來的400ns減少到10ns以下,處理能力提高了幾十倍,甚至上百倍。DSP芯片內部關鍵的乘法器部件從原來的占模片區域的40%左右下降到5%以下,片內RAM數量增加一個數量級以上。從制造工藝來看,1980年采用4μm的NMOS工藝發展到現在采用亞微米CMOS工藝。DSP芯片的引腳數量從1980年的最多64個增加到現在的200個以上,引腳數量的增加,意味著結構的靈活性增加,如外部存儲器的擴展和處理器間的通信等。從芯片的發展來看,代碼兼容和管腳兼容性在不斷增加。代碼兼容是指為某種DSP產品開發的代碼可以在不參加修改或只做少量修改的情況下在其他DSP上執行,稱為完全兼容或部分兼容[3]。基本上同一廠家同系列DSP中不同型號之間是代碼兼容的,有的廠家還盡量保持不同系列DSP之間的兼容性。此外DSP芯片的發展,使得DSP應用系統的成本、體積、重量和功耗都很大程度的下降。 數據采集與處理國內外研究現狀:http://www.aftnzs.live/yanjiu/20190512/33248.html
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