CN107609435A - 一种基于dsp的sd读写装置 - Google Patents

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CN107609435A CN201710859102.2A CN201710859102A CN107609435A CN 107609435 A CN107609435 A CN 107609435A CN 201710859102 A CN201710859102 A CN 201710859102A CN 107609435 A CN107609435 A CN 107609435A
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张海波
李珍
李焱
曹立华
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Abstract

本发明提供了一种基于DSP的SD读写装置，包括：DSP处理器、CPLD可编程逻辑处理器、Flash数据存储器、SD卡接口和SD卡；其中：CPLD可编程逻辑处理器与DSP处理器相连接；Flash数据存储器与DSP处理器相连接；SD卡接口与DSP处理器相连接；SD卡与SD卡接口连接。本发明能够实现高度集成化的数据采集以及记录。

Description

一种基于DSP的SD读写装置
技术领域
本发明涉及电子应用技术领域，尤其涉及一种基于DSP(Digital SignalProcessing，数字信号处理)的SD(Secure Digital Memory Card/SD card，安全数码卡)读写装置。
背景技术
在工业现场需要采集处理的原始信息一般数据量都比较大，且通常需要将采集到的数据记录下来用做事后处理。
目前，由于受工业现场空间的限制，大都不能采用比较复杂的硬件结构来记录数据。现有技术中，通常通过DSP来获取现场数据，然后将获取到的数据通过串行接口发送至外围设备，如：计算机，由计算机记录以后再做数据处理。但是，计算机的成本较高且占用空间较大。并且在某些工业现场场合可能没有外围设备可以利用，只能通过DSP来记录数据，但DSP的内部存储空间一般很小，不利于对现场数据进行记录。因此，如何实现对工业现场数据的高度集成化采集以及记录是一项亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于DSP的SD读写装置，能够实现高度集成化的数据采集以及记录。
本发明提供了一种基于DSP的SD读写装置，包括：DSP处理器、CPLD可编程逻辑处理器、Flash数据存储器、SD卡接口和SD卡；其中：
所述CPLD可编程逻辑处理器与所述DSP处理器相连接；
所述Flash数据存储器与所述DSP处理器相连接；
所述SD卡接口与所述DSP处理器相连接；
所述SD卡与所述SD卡接口连接。
优选地，所述DSP处理器包括TMS320F28xx芯片。
优选地，所述CPLD可编程逻辑处理器包括EPM7128芯片。
优选地，所述Flash数据存储器包括CY7C1041CV33芯片。
优选地，所述SD卡接口为所述DSP处理器的串行外设接口。
优选地，所述装置还包括：
将外部输入电压转换为装置所需电压的电源管理模块。
优选地，所述DSP处理器还包括外围设备接口。
从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种基于DSP的SD读写装置，通过DSP处理器作为嵌入式硬件核心，负责处理现场伺服控制、实时数据流，通过CPLD可编程逻辑处理器实现可编程逻辑控制，通过Flash数据存储器实现数据闪存，通过SD卡接口完成电平转换和数据转换，将现场数据转换成windows系统支持的格式存储至SD卡中，实现了高度集成化的数据采集以及记录。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的一种基于DSP的SD读写装置实施例1的结构示意图；
图2为本发明公开的一种基于DSP的SD读写装置实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明公开的一种基于DSP的SD读写装置实施例1的结构示意图，所述装置可以包括：DSP处理器101、CPLD可编程逻辑处理器102、Flash数据存储器103、SD卡接口104和SD卡105；其中：
CPLD可编程逻辑处理器102与DSP处理器101相连接；
Flash数据存储器103与DSP处理器101相连接；
SD卡接口104与DSP处理器101相连接；
SD卡105与SD卡接口104连接。
本发明公开的基于DSP的SD读写装置，以DSP处理器101作为嵌入式硬件的核心，DSP处理器101负责处理现场伺服控制、实时数据流，其运行主频可达150MHz，内置PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)、AD(Analog-to-Digital Convert，模数转换)采样等功能，AD采样部分完成现场各种状态的采集；内部总线采用哈弗总线架构，外设总线桥复用了多种总线，此总线将DSP处理器101内存总线组装进一个由16条地址线路和16条或者32条数据线路和相关控制信号组成的单总线中；串行接口采用TI的TL16C754及相关接口芯片，主要完成现场实时数据的采集；CPLD可编程逻辑处理器102主要实现可编程逻辑控制；现场实时采集的数据通过Flash数据存储器103进行存储，然后通过SD卡接口104部分完成电平转换及数据转换，把现场数据转换到WINDOWS系统支持的格式，然后存储至SD卡105，实现了高度集成化的数据采集以及记录。
如图2所示，为本发明公开的一种基于DSP的SD读写装置实施例2的结构示意图，所述装置可以包括：DSP处理器201、CPLD可编程逻辑处理器202、Flash数据存储器203、SD卡接口204、SD卡205、电源管理模块206和外围设备接口207；其中：
CPLD可编程逻辑处理器202与DSP处理器201相连接；
Flash数据存储器203与DSP处理器201相连接；
SD卡接口204与DSP处理器201相连接；
SD卡205与SD卡接口204连接；
电源管理模块206将外部输入电压转换为装置所需电压；
DSP处理器201还包括外围设备接口207。
本发明公开的基于DSP的SD读写装置，以DSP处理器201作为嵌入式硬件的核心，DSP处理器201负责处理现场伺服控制、实时数据流，其运行主频可达150MHz，内置PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)、AD(Analog-to-Digital Convert，模数转换)采样等功能，AD采样部分完成现场各种状态的采集；内部总线采用哈弗总线架构，外设总线桥复用了多种总线，此总线将DSP处理器201内存总线组装进一个由16条地址线路和16条或者32条数据线路和相关控制信号组成的单总线中；串行接口采用TI的TL16C754及相关接口芯片，主要完成现场实时数据的采集；CPLD可编程逻辑处理器202主要实现可编程逻辑控制；现场实时采集的数据通过Flash数据存储器203进行存储，然后通过SD卡接口204部分完成电平转换及数据转换，把现场数据转换到WINDOWS系统支持的格式，然后存储至SD卡205，电源管理模块206将外部输入电压转换为装置需要的各种电压，可扩展部分为用户外围设备接口207，如伺服控制、电机控制等各种工业现场，整体实现了高度集成化的数据采集以及记录。
具体的，上述的DSP处理器可以包括TMS320F28xx芯片。
具体的，上述的CPLD可编程逻辑处理器可以包括EPM7128芯片。
具体的，上述的Flash数据存储器可以包括CY7C1041CV33芯片。
具体的，上述的SD卡接口可以为DSP处理器的串行外设接口。
具体的，上述实施例公开的基于DSP的SD读写装置，在软件设计时，采用CCS(CodeWarrior Connection Server，代码调试器)嵌入式开发平台，对内核编程主要采用C语言来开发。在内核空间，首先，系统上电，DSP完成系统启动、初始化内部单元、外部单元的初始化；然后载入处理程序，实现现场数据采集、转换及SD卡的读写。
在软件设计时，主要分为底层设计和上层应用设计两部分。所述的底层设计主要包括嵌入式系统模式各种内部控件初始化，以及外部设备驱动及初始化，设计步骤归结如下：
(1)编写内部控件初始化程序；
(2)通过内核配置工具，选择将该硬件配置编译为模块的方式或者直接编译到内核的方式；
(3)编写外部设备初始化程序；
(4)编译内核，将内核镜像或编译好的驱动模块加载到主程序。
所述的上层应用设计将分为如下几部分进行详细阐述。
(1)解析串行通讯数据
由TL16C754配合相应的接口电路，实时采集串口信息。
(2)计算电机调节器参数
本发明目前应用于工业现场电机控制，本部分主要用于电机驱动初始化及电机运行位置反馈值的采集。
(3)模数转换控制
将电压模拟量转换为DSP可以识别的数字信息。
(4)SD卡数据的存取
SD驱动加载以后，可以直接对SD卡进行读写操作，存储现场采集的各类信息。
综上所述，本发明针对工业现场数据量较大和无法实时存储现场数据信息的特点，以DSP为核心处理器，以CPLD可编程逻辑器件实现时序及片选控制，利用DSP读写SD卡实现工业现场数据信息记录，以嵌入式CCS为系统软件平台，实现工业现场的实时控制及实时数据采集记录，为事后的数据处理提供依据。本发明采用便携式传输架构，优点是体积小、成本低、集成度高、性能强，不但解决了以往靠复杂的工控机来获取原始信息数据的问题，而且很好地提升了控制设备的环境适应能力及数据的处理能力。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种基于DSP的SD读写装置，其特征在于，包括：DSP处理器、CPLD可编程逻辑处理器、Flash数据存储器、SD卡接口和SD卡；其中：
所述CPLD可编程逻辑处理器与所述DSP处理器相连接；
所述Flash数据存储器与所述DSP处理器相连接；
所述SD卡接口与所述DSP处理器相连接；
所述SD卡与所述SD卡接口连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DSP处理器包括TMS320F28xx芯片。
3.根据权利1所述的方法，其特征在于，所述CPLD可编程逻辑处理器包括EPM7128芯片。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Flash数据存储器包括CY7C1041CV33芯片。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SD卡接口为所述DSP处理器的串行外设接口。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
将外部输入电压转换为装置所需电压的电源管理模块。
7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述DSP处理器还包括外围设备接口。
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