數(shù)據(jù)采集和智能儀器-閱讀頁
2025-05-15 23:57本頁面
【正文】 ，可對信號做濾波、統(tǒng)計分析 運(yùn)動控制卡的電路設(shè)計 TMS320F2812 許多公司還采用了數(shù)字 — 模擬混合集成技術(shù) ， 將 A／ D、D／ A、 鎖相環(huán)以及 USB、 CAN總線接口等都集成到單片機(jī)中 ， 大大地減少片外附加器件的數(shù)目 ， 進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性 。集成片上 Flash存儲器高達(dá) 64K，集成密度高并實(shí)現(xiàn)了 ISP(在系統(tǒng)燒錄程序 )和 IAP(在應(yīng)用燒錄程序 )。 而 嵌入式系統(tǒng)則是指把微處理器 、 單片機(jī) (微控制器 )、 DSP芯片等作為 “ 控制與處理部件 ” ， 雖然嵌入式系統(tǒng)的核心是計算機(jī) ， 但它是以某種設(shè)備的形式出現(xiàn)的 ， 其外觀不再具備計算機(jī)的形態(tài) 。 ● 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展曾出現(xiàn)過 兩次高潮 。 ● 經(jīng)過 20世紀(jì) 90年代 PC機(jī)技術(shù)大發(fā)展的孕育 ， 又迅速掀起了第二次嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的浪潮 。 為了滿足互聯(lián)網(wǎng)和多媒體嵌入式設(shè)備的高速性和實(shí)時編解碼的復(fù)雜技術(shù)需要 ， 支持嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 、 移動通信設(shè)備 、 多媒體設(shè)備的開發(fā) ， 第二次嵌入式系統(tǒng)的主力器件已讓位于 32位的DSPRISC雙核結(jié)構(gòu)的微處理器 。 嵌入式系統(tǒng)的深入發(fā)展將使智能儀器的設(shè)計提升到一個新的階段 ， 尤其是能運(yùn)行操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)平臺 ， 由于它具備 多任務(wù) 、 網(wǎng)絡(luò)支持 、 圖形窗口 、 文件和目標(biāo)管理等功能 ， 并具有大量的應(yīng)用程序接口 (API)， 將會使研制復(fù)雜智能儀器變得容易 。 1991年 ARM公司成立于英國劍橋，主要出售芯片設(shè)計技術(shù)的授權(quán)。 ARM公司是專門從事基于 RISC技術(shù)芯片設(shè)計開發(fā)的公司，作為知識產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計許可由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片，世界各大半導(dǎo)體生產(chǎn)商從 ARM公司購買其設(shè)計的 ARM微處理器核，根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域，加入適當(dāng)?shù)耐鈬娐罚瑥亩纬勺约旱?ARM微處理器芯片進(jìn)入市場。 SOC的核心思想就是要把整個應(yīng)用電子系統(tǒng) (除／無法集成的電路 )全部集成在一個芯片中，避免了大量 PCB板的設(shè)計及板級調(diào)試工作； SOC是以功能 IP(Intellectual Property)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)固件和電路綜合技術(shù)。 Broad 公司的 BCM7405是高性能 高清晰度（ HD）衛(wèi)星電視 、 有線電視和 IP機(jī)頂盒（ STB） DVR片上系統(tǒng)解決方案 。 因此 ， 對儀器設(shè)計者來說 ， 很有意義的一項(xiàng)工作是把一些性能要求很高的線路單元設(shè)計成專用集成電路而使智能儀器的結(jié)構(gòu)更緊湊 ， 性能更優(yōu)良 ， 保密性更強(qiáng) 。 這種芯片具有可編程性和實(shí)現(xiàn)方案容易改動的特點(diǎn)。 比較典型的有 Xilinx公司的 FPGA器件系列 Altera公司的 CPLD器件系列。 應(yīng)用 FPGA／ CPLD的優(yōu)點(diǎn) （ 2） FPGA／ CPLD芯片在出廠之前都做過百分之百的測試，不需要設(shè)計人員承擔(dān)投片風(fēng)險和費(fèi)用，設(shè)計人員只需在自己的實(shí)驗(yàn)室里就可以通過相關(guān)的軟硬件環(huán)境來完成芯片的功能設(shè)定。 （ 3） FPGA／ CPLD芯片和 EPROM(Flash存儲器 )配合使用時，用戶可以反復(fù)地編程、擦除、使用或者在外圍電路不動的情況下用不同的 EPROM(Flash存儲器 )就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。 軟件包中不但有各種輸入工具和仿真工具 ， 而且還有版圖設(shè)計工具和編程器等全線產(chǎn)品 ， 電路設(shè)計人員在很短的時間內(nèi)就可完成電路的輸入 、 編譯 、 優(yōu)化 、 仿真 ， 直至最后芯片的制作 (物理版圖映射 )。 它大大加快了新產(chǎn)品的試制速度 ， 減少了庫存風(fēng)險與設(shè)計錯誤所帶來的危險 ， 從而提高了企業(yè)在市場上的競爭能力和應(yīng)變能力 。 FPGA／ CPLD適合于正向設(shè)計 (從電路原理圖到芯片級的設(shè)計 )，對知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)也非常有利。 軟件就是儀器 成為流行的說法 。 圖形化編程語言建立的虛擬儀器面板 ， 完成對儀器的控制 、 數(shù)據(jù)采集 、 數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示功能 。 LabVlEW等圖形化軟件技術(shù) → 虛擬儀器 利用太陽能供電的一個氣象站智能儀器 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 、 通信技術(shù)的高速發(fā)展與廣泛應(yīng)用 ， 網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)受到廣泛關(guān)注 ， 這必將對網(wǎng)絡(luò)時代的測試儀器和測試技術(shù)產(chǎn)生革命性變化 。 網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)主要由兩大部分組成： ◆ 組成系統(tǒng)的基本功能單元 (PC儀器 、 網(wǎng)絡(luò)化測量儀器 、網(wǎng)絡(luò)化傳感器 、 網(wǎng)絡(luò)化測量模塊 )； ◆ 連接各基本功能單元的通信網(wǎng)絡(luò) 。 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)需考慮的問題： ◇ 系統(tǒng)要具有開放性和互操作性； ◇ 系統(tǒng)的實(shí)時性和時間的確定性； ◇ 系統(tǒng)的成本盡可能低，通用性好； ◇ 基本功能單元必須是智能化的，帶有本地微理 器和存儲器，具有網(wǎng)絡(luò)化接口。選擇一種儀器，針對其存在的問題或不足，提出改進(jìn)設(shè)想。 3． 儀器儀表的重要性體現(xiàn)在哪些方面 ？ 4． 簡述推動智能儀器發(fā)展的主要技術(shù) 。 6． 智能儀器有哪幾種結(jié)構(gòu)形式 ？ 對其作簡要描
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