基于DSP／BIOS的數據采集系統研制
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3．2．2 網絡任務線程
網絡服務啟動流程通常是先運行NETCTRL任務線程，完成協議棧的配置、初始化和事件調度，然后開辟新線程執行FTP服務或者HTTP服務。本設計中，網絡配置任務線程即NETCTRL任務線程，是DSP／BIOS靜態創建的主線程mainTSK，并動態創建網絡傳輸任務線程。網絡傳輸任務是最核心的任務線程，主要完成網絡命令解析、通道查詢和數據上傳的功能，其流程圖如圖3所示。網絡命令分為自檢、監測和切斷通信下監測3種。自檢時不需要被測28 V信號作為AD采集開關，但需要設備本身提供模擬真實信號的以5 ms為周期發送的RS 422信號，采用PRD來實現。通信切斷的功能的為了防止設備對原有測試環境的影響。
4 數據可靠性傳輸機制設計
實時采集上傳的數據量大，為了保證數據傳輸的可靠性，要綜合考慮網絡帶寬、AD采樣率和緩沖數組等因素。底層數據分為AD采集數據和RS 422通信數據2類，AD采集又分成高速采集和低速采集2個通道。高速采集通道的平均數據量為4 MB／s，低速采集通道的平均數據量為50 KB／s，FPGA中為每個通道配置一個FIFO，DSP通過循環查詢判斷FIFO標志位，有效即從FIFO讀取數據再通過網絡上傳。RS 422通信數據采用中斷方式寫到網絡發送的緩沖數組中，為了避免由于中斷搶占導致的數據沖突，設計2個緩沖數組通過乒乓操作交替寫入和上傳通信數據。
各環節時間估計如下：通過配置寄存器，DSP訪問1次外部存儲器需要40個100 MHz的時鐘周期。DM642運行TI提供的TCP／IP協議棧，底層通過網絡循環發送常數給上位機，經測試，網絡平均帶寬為80 Mb／s。因此，DSP從FIFO中讀取4 KWord(雙字節)數據并上傳需要的時間至少為2．46 ms，這段時間里4．MB／s采樣率下積累的數據量近10 KB。為了防止一個通道數據有效時由于CPU正處理另一個通道的數據而導致第一個通道FIFO溢出的情況，設計每個FIFO的深度為16 KWord，容量達1／4時產生滿標志位。數據傳輸機制如圖4所示。
5 結果分析
上位機軟件采用VC 6．0結合SQL 2005數據庫開發，實現網絡控制、數據接收和存儲、數據處理和故障診斷以及動態顯示信號波形的功能。每一次監測的數據都自動保存到數據庫中以便之后的進一步分析和處理。本文引用地址：http://www.104case.com/article/148133.htm
采樣數據波形顯示界面如圖5所示。
6 結語
本設計利用DSP／BIOS的多任務機制，實現網絡控制、數據采集以及網絡通信的有效配合，保證底層高速采集的大數據量快速可靠得上傳給上位機。同時，以DM642的硬件資源為基礎，通過調用NDK提供的APIs，實現了百兆以太網的傳輸。上位機軟件利用數據庫作為數據存儲平臺，可以方便得處理、顯示、對比多次采集結果。實際應用表明，該系統穩定可靠、實時性強，在高速實時數據采集領域中有一定的應用價值。
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