CN113986790A - 数据采集高速处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的数据采集高速处理系统及方法，包括：数据采集端、数据采集预处理端、中央处理器以及数据处理端；其中，数据采集端包括至少一数据采集通道，用于同步采集数据；数据采集预处理端，包括至少一预处理单元，用于在接收到预处理控制指令时，对各数据采集通道采集的数据进行预处理；中央处理器，用于对接收到的预处理后的由各数据采集通道采集的数据进行合并处理，并将合并处理后的数据发送至所述数据处理端；数据处理端，用于对接收到的合并处理后的数据进行进一步运算处理。本发明不仅能够实现多通道同步高采样率数据采集，并在经过数据采集预处理端预处理后，降低实时传输的数据量以及数据处理端的工作压力，提高数据传输稳定性和系统稳定性，以稳定轻负载的方式持续稳定传输。

Description

数据采集高速处理系统及方法

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及数据采集高速处理系统及方法。

背景技术

温度、生长应力、生长率等是决定化学气相淀积(CVD)、分子束外延(MBE)、物理气相沉积(PVD)等工艺过程中外延晶片薄膜生长质量的关键因素。实时监控晶片的反射率(分离出生长率、组成成分、表面粗糙度等信息)、温度及晶片表面弯曲度(即晶片表面应力)等关键信息，有助于优化工艺控制，提高外延材料层的均匀度和良率、减少生产成本、提高生产效率。为了能够实现对待测晶片反射率、温度和翘曲等特性参数的在线实时监测，需在单位时间内采集大量数据并进行处理。

在本领域中，对于数据采样并高速处理常规操作为将采集到的数据直接送往数据处理端进行运算，并转换为一定逻辑关系的输出信号。例如，在半导体工艺中温度变化监测及控制工作极为重要，需要采集尽可能多的数据点并及时运算响应，以达到实时高精度控制信号输出，常规做法是使用PCIE接口，将采集的数据不做处理地直接上传到数据处理端，通过上位机来做数据处理转换等。但是这种模式下，对于实时高精度的需求会形成单位时间内大量的数据需要传输并等待处理，这对数据传输稳定性和应用端的数据处理能力有很苛刻的要求。而且采集端常规的参数多为8通道16位200KHz的采样率，对于8通道更高的精度及采样率需求没有可匹配的，这些对实际应用均带来极大的不便。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供数据采集高速处理系统及方法，解决现有技术中对于实时高精度的需求会形成单位时间内大量的数据需要传输并等待处理的状态，会导致数据传输稳定性低以及应用端的数据处理能力不高的问题。

为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种数据采集高速处理系统，包括：包括：数据采集端、数据采集预处理端、中央处理器以及数据处理端；其中，所述数据采集端，包括至少一数据采集通道，用于同步采集数据；所述数据采集预处理端，包括至少一预处理单元，连接所述数据采集端，所述数据采集预处理端用于在接收到预处理控制指令时，对各数据采集通道采集的数据进行预处理；其中，所述预处理控制指令由所述中央处理器从所述数据处理端接收并发送至所述数据采集预处理端；所述中央处理器，连接所述数据采集预处理端，用于对接收到的预处理后的数据进行合并处理，并将合并处理后的数据发送至所述数据处理端；所述数据处理端，连接所述中央处理器，用于对接收到的合并处理后的数据进行进一步运算处理。

于本发明的一或多个实施例中，每个预处理单元分别与一数据采集通道对应配置。

于本发明的一或多个实施例中，每个预处理单元分别与多个数据采集通道对应配置。

于本发明的一或多个实施例中，所述数据采集预处理端包括：一或多个分别与一个数据采集通道对应配置的预处理单元以及一或多个分别与多个数据采集通道对应配置的预处理单元。

于本发明的一或多个实施例中，所述数据采集预处理端对各数据采集通道采集的数据进行预处理的方式包括：去掉数据头、去掉数据尾、获得中间值以及计算平均值操作中的一种或多种。

于本发明的一或多个实施例中，所述数据采集预处理端与所述中央处理器之间通过SPI的DMA模式进行数据传输。

于本发明的一或多个实施例中，所述中央处理器与所述数据处理端之间通过TCP//IP协议有线网络进行数据传输。

为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种数据采集高速处理方法，应用于数据采集高速处理系统及方法，所述系统包括数据采集端、数据采集预处理端、中央处理器以及数据处理端，所述方法包括：通过所述数据采集端上至少一数据采集通道同步采集数据；当所述数据采集预处理端接收到预处理控制指令时，利用其上的至少一预处理单元对各数据采集通道采集的数据进行预处理；其中，所述预处理控制指令由所述中央处理器从所述数据处理端接收并发送至所述数据采集预处理端；利用所述中央处理器对接收到的预处理后的数据进行合并处理，并将合并处理后的数据发送至所述数据处理端；通过所述数据处理端对接收到的合并处理后的数据进行进一步运算处理。

于本发明的一或多个实施例中，每个预处理单元仅分别与一数据采集通道或仅分别与多个数据采集通道对应配置。

于本发明的一或多个实施例中，所述数据采集预处理端包括：一或多个分别与一个数据采集通道对应配置的预处理单元以及一或多个分别与多个数据采集通道对应配置的预处理单元。

如上所述，本发明的数据采集高速处理系统及方法，通过数据采集端、数据采集预处理端、中央处理器、数据处理端配合使用，能够实现多通道同步高采样率数据采集，并在经过数据采集预处理端预处理后，降低实时传输的数据量以及数据处理端的工作压力，提高数据传输稳定性和系统稳定性，以稳定轻负载的方式持续稳定传输。

附图说明

图1显示为本发明实施例中数据采集高速处理系统的结构示意图。

图2显示为本发明实施例中数据采集端以及数据采集预处理端通信示意图。

图3显示为本发明实施例中数据采集端以及数据采集预处理端通信示意图。

图4显示为本发明实施例中数据采集端以及数据采集预处理端通信示意图。

图5显示为本发明实施例中应用在半导体工艺温度控制环节的数据采集高速处理系统的结构示意图。

图6显示为本发明实施例中数据采集高速处理方法的流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用系统，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用系统，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在通篇说明书中，当说某部件与另一部件“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部件“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。

鉴于现有技术的缺失，本发明提供了一种数据采集高速处理系统及方法，通过数据采集端、数据采集预处理端、中央处理器、数据处理端配合使用，能够实现多通道同步高采样率数据采集，并在经过数据采集预处理端预处理后，降低实时传输的数据量以及数据处理端的工作压力，提高数据传输稳定性和系统稳定性，以稳定轻负载的方式持续稳定传输，解决了现有技术中对于实时高精度的需求会形成单位时间内大量的数据需要传输并等待处理的状态，会导致数据传输稳定性低以及应用端的数据处理能力不高的问题。

下面以附图为参考，针对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域的技术人员能够容易地实施。本发明可以以多种不同形态体现，并不限于此处说明的实施例。

如图1所示，展示了本发明实施例中的数据采集高速处理系统的结构示意图。

所述数据采集高速处理系统及方法包括：数据采集端11、数据采集预处理端12、中央处理器13以及数据处理端14。其中，所述数据采集端11与所述数据采集预处理端12相连接，所述中央处理器13与所述数据采集预处理端12以及所述数据处理端14相连接。所述数据采集端11包括至少一数据采集通道，所述数据采集端11利用各数据采集通道同步采集数据并将采集到的数据发送至所述数据采集预处理端12；所述数据采集预处理端12包括至少一预处理单元，用于当从所述中央处理器处接收到预处理控制指令时，对接收的各数据采集通道采集的数据进行预处理并将预处理后的数据向所述中央处理器13发送；其中，所述预处理控制指令由所述中央处理器13从所述数据处理端14接收并发送至所述数据采集预处理端12；所述中央处理器13在收到各预处理后的数据后，进行拆包分解，以一定协议重组数据包，并将整理好的数据发往数据处理端14，所述数据处理端14对接收到的数据进行进一步运算处理，以进行后续使用。

需说明的是，应理解图1系统实施例中的各个部分的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。

例如各部分可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

可选的，所述数据采集端上的各数据采集通道还用于将模拟信号转换为数字信号；所述数据采集通道采用信号转换模块将采集的模拟信号转换为数字信号；优选的，所述信号转换模块采用ADC(Analog to Digital Convertor，模数转换器)，用于同步接收温度、反射率、翘曲等探测模块的模拟信号，并将该信号转换成对应的数字信号。举例来说，各通道采用独立的24bit分辨率模数转换器，不仅降低了通道间串扰，还进一步保证了高速数据采集。需要注意的是，这里提到的探测模块不仅为温度、反射率以及翘曲探测装置，还可以为湿度传感器、光线传感器、红外体温检测传感器、压力传感器、摄像头等任一探测装置，对此不作限定。在本实施例中，所述每个信号转换模块可以与各通道一一对应配置，也可以分别与多个通道对应配置；举例来说，若所述数据采集端以16通道的数据采集，对于一一对应配置的情况，则所述数据采集端包括：分别与16个通道一一对应设置的16个信号转换模块，用于分别对各自所对应的数据采集通道进行信号转换；对于多个通道对应配置，则所述数据采集端包括与ch1-ch8八个通道对应配置的一信号转换模块以及与ch9-ch16八个通道配置的另一信号转换模块，用于分别对各自所对应的数据采集通道进行信号转换。

可选的，所述数据采集端11包括多个16位数据采集通道，数据采集通道数可为1到8或者到16通道等任一数量，且各数据采集通道通过同步时钟实现同步数据采集。

在本实施例中，可以通过同步时钟模块来实现各通道同步数据采集，所述同步时钟模块为各通道的信号转换模块提供时钟，其优点在所有时钟信号统一由一个时钟发生器产生，并经过驱动电路输出，可以保证各通道时钟的严格同步以及可靠的时钟驱动能力。

在本实施例中，所述数据采集预处理端12上的预处理单元与数据采集通道相对应设置；所述预处理单元为可配置采样率以及可自运算并预处理的CPU单元；所述预处理单元与数据采集通道相对应设置的具体情况可以依据实际需求选择以下三种情况中的一种：

第一种情况：每个预处理单元分别与一数据采集通道一一对应配置，即每个预处理单元对应一个数据采集通道设置，以分别对各自所对应的通道采集的数据进行预处理，可以在保障足够采样率的基础上，提高数据传输的稳定性。举例来说，如图2所示，因在半导体工艺控制中需检测3个位置的温度，则共需3个数据采集通道(数据采集通道1、数据采集通道2以及数据采集通道3)，每个数据采集通道对应配置1个独立可配置采样率以及可自运算并预处理的CPU单元(预处理单元1、预处理单元2以及预处理单元3)，则预处理单元1对数据采集通道1的数据进行预处理，预处理单元2对数据采集通道2的数据进行预处理，预处理单元3对数据采集通道3的数据进行预处理，由此保证足够的采样率(实现了16位且INL小于±7LSB的高采样率，采样率可达到400KHz到1MHz)以及对大量的数据根据实际需求进行预处理，达到降低传输带宽，减少后端的CPU的工作量，提高数据传输稳定性的目的。

第二种情况：每个预处理单元分别与多个数据采集通道对应配置，即每个预处理单元对应多个数据采集通道设置，以分别对各自所对应的多个通道采集的数据进行预处理；举例来说，如图3所示，在在半导体工艺控制中需数据采集通道为8个时(数据采集通道1-8)，将采集通道平均分为四个采集组(每组2个数据采集通道)，各采集组对应配置1个独立可配置采样率以及可自运算并预处理的CPU单元(预处理单元1-4)，每个CPU单元分别对其所对应的采集组中的两个采集通道采集的数据进行预处理，第一采集组的数据采集通道1以及2的数据由与预处理单元1来处理，第二采集组的数据采集通道3以及4的数据由与预处理单元2来处理，第三采集组数据采集通道5以及6的数据由与预处理单元3来处理，第四采集组数据采集通道7以及8的数据由与预处理单元4来处理；这不仅保证足够的采样率，还节省了成本。需要注意的是，所述每个预处理单元对应的数据采集通道个数根据采样频率及数据精度需求而定，并且各预处理单元所对应的数据采集通道个数可相同也可不同，对此不作限定。例如，每个预处理单元与数据采集通道的对应关系可以为1vs2或1vs3等。

第三种情况：一或多个分别与一个数据采集通道对应配置的预处理单元以及一或多个分别与多个数据采集通道对应配置的预处理单元组合设置，即若干个预处理单元分别与一数据采集通道一一对应设置，且用于预处理其各自所对应的每个数据采集通道采集的数据；另外的若干个预处理单元分别与多个数据采集通道对应配置，且用于预处理其各自所对应的多个数据采集通道采集的数据。举例来说，如图4所示，需利用8个数据通道(数据采集通道1-8)进行数据采集，其中，3个数据采集通道用于采集温度信号，分别对应配置1个独立可配置采样率以及可自运算并预处理的CPU单元(预处理单元1-3)，2个数据采集通道用于采集翘曲信号，对应配置1个CPU单元(预处理单元4)，其余3个数据采集通道用于采集反射率信号，再对应配置1个CPU单元(预处理单元5)，即数据采集通道1、2以及3的数据分别依次由所述预处理单元1、2以及3来预处理，数据采集通道4以及5的数据由所述预处理单元4来预处理，数据采集通道6-8的数据由所述预处理单元5来预处理。需要注意的是，分别与一个数据采集通道对应配置的预处理单元的个数以及分别与多个数据采集通道对应配置的预处理单元的个数以及组合方式根据采样频率及数据精度需求而定，并且各预处理单元所对应的数据采集通道可相同也可不同，对此不作限定。

可选的，所述数据采集预处理端12可以根据实际需求对采集到的数据做预先的运算处理，实现数据数量级的精简；所述预处理规则可为任意需求进行裁剪运算，包括但不仅限于去掉数据头、去掉数据尾、获取中间值以及计算平均值操作中的一种或多种。举例来说，当一数据采集通道接收到第一位置的温度模拟信号时，数据采集端ADC按照采样频率400KHz采集该通道的16位数据，每秒产生的数据量为6.4Mbit，鉴于数据处理端对数据的要求为稳定态下的数据，而实际信号是按照一定周期变化的方波，每个周期内上升沿的时间受制于电子特性，从低到高，呈非线性的上升，该时间区间内采集的数据为非稳定态，这对于数据处理端为无效且需剔除的数据，故而需要剔除每个周期内上升沿和下降沿的数据，每个周期内的高稳定态数据需要做平均值来提升采集数据稳定性，经过这一些列去掉数据头、去掉数据尾、获得中间值以及计算平均值等预处理后，该通道每秒需要的有效数据为0.64MBit，数据预处理端通过SPI将该0.64Mbit数据发送到中央处理器。如此，可将原10MB/s甚至更高的数据量预处理为1MB/s，降低实时传输的数据量，提高数据传输稳定性和系统稳定性，降低数据处理端的工作压力。

可选的，所述数据采集预处理端12与所述中央处理器13之间通过SPI的DMA模式进行数据传输，优选的，所述数据采集预处理端12与所述中央处理器13之间通过SPI总线以SPI的DMA模式进行数据传输。举例来说，所述数据采集预处理端与所述中央处理器之间采用SPI总线相互连接，其SPI总线设置为DMA直接内存存取方式，即采用一种定时机制，以固定的时钟频率(如100毫秒)自动交换数据采集预处理端与所述中央处理器之间的数据，由于使用SPI的DMA模式，实现了简单、系统效率高且能满足高速通信。所述SPI总线包括但不仅限于clk时钟线、nss片选线、mosi数据线和miso数据线，可以在确保SPI基本功能的前提下，最大限度简化其结构，降低其实施成本。

可选的，所述中央处理器13接收到来自所述数据处理端14发送的控制指令，并将该指令发送至所述数据采集预处理端12，以令所述数据采集预处理端12对各通道采集的数据进行预处理，所述中央处理器13并将从所述数据采集预处理端12收集的预处理后的多通道的数据，进行拆包分解，以一定协议重组数据包，并将整理好的数据发往上位机端即数据处理端14，以进行后续使用。

可选的，所述中央处理器13还用于产生同步采集时钟信号。

可选的，所述数据处理端14用于向所述中央处理器13发送控制指令以使所述中央处理器将该指令传递给所述数据采集预处理端12对采集的数据进行预处理，并对从所述中央处理器13接收到的合并处理后的数据进行进一步运算处理，包括计算各数据的最大值、最小值、振幅、相位等，输出温度、反射率、翘曲等信息，并监控其变化情况。需要注意的是，这里提到的进一步运算处理取决于用户的具体需求，对此在本发明中不作赘述。举例来说，数据处理端14将从所述中央处理器13接收到的合并处理后的数据中的有效数据取出后即可使用。

可选的，所述中央处理器与所述数据处理端之间通过TCP/IP协议有线通信。具体的，所述中央处理器与所述数据处理端之间通过TCP/IP协议发送和接收数据包。

为了更好的描述所述数据采集高速处理系统，提供一具体实施例；

实施例1：应用在半导体工艺温度控制环节的数据采集高速处理系统及方法，如图5所示，为数据采集高速处理系统及方法的结构示意图。

所述系统包括：数据采集端S1、数据采集预处理端S2、中央处理器S3以及数据处理端S4；

所述数据采集端S1采用一数据采集通道同步高速采样ADC对温度检测信号进行数据采集，多个通道通过同步时钟实现同步采样。其中，所述数据采集通道可支持1到8个通道。

所述数据采集预处理端S2根据中央处理器S3发出的控制指令对接收到的采集数据进行预处理，如根据实际需求，需要将持续传输达到5MB/s以上的每一个数据段的数据头、尾去掉、获得中间值、运算平均值等，如此可在预处理阶段完成数据数量级的精简。其中，所述数据采集预处理端S2包括与采集通道相应配置的独立可配置采样率、可自运算并预处理的CPU单元，通道与预处理CPU之间可多对一，也可一对一。

所述数据采集预处理端S2通过数据传输单元(如高速SPI的DMA模式)将预处理后的数据发给中央处理器S3，中央处理器S3收集预处理后的数据，并将多通道的数据运算合并。

所述中央处理器S3通过网络通信单元(如TCP/UDP协议的有线传输)将合并数据传输给数据处理端S4，由数据处理端S4进行进一步运算并输出信息。例如分析数据，得出实时检测点温度值，判断该温度值与预期的差距，若无偏差，将反馈相应信息传到更高设备端，记录工艺中所需的温度值，并保持监控状态，若为偏高或偏低，将反馈信息到设备加热装置，实现精准提升温度或降低温度。若为异常状态(温度突变等)，将反馈信息发送到设备端，实现断电保护等。

将该系统应用于半导体工艺控制环节，采用多个16位数据采集通道，每个通道相应配置一个预处理CPU单元，实现了16位且INL小于±7LSB的高采样率，采样率可达到400KHz到1MHz，不仅保证在16位且INL小于±7LSB高采样率及大量数据预处理的条件下，可监测更多的温度点，减少温度误差，还满足更复杂更高的工艺要求。

与上述实施例原理相似的是，本发明提供一种数据采集高速处理方法。

以下结合附图提供具体实施例：

如图6展示本发明实施例中的一种数据采集高速处理方法的流程示意图。

应用于数据采集高速处理系统，所述系统包括数据采集端、数据采集预处理端、中央处理器以及数据处理端；其中，所述数据采集端与所述数据采集预处理端相连接，所述中央处理器与所述数据采集预处理端以及所述数据处理端相连接。

所述方法包括：

步骤S61：通过所述数据采集端上至少一数据采集通道同步采集数据；

步骤S62：当所述数据采集预处理端接收到预处理控制指令时，利用其上的至少一预处理单元对各数据采集通道采集的数据进行预处理；其中，所述预处理控制指令由所述中央处理器从所述数据处理端接收并发送至所述数据采集预处理端；

步骤S63：利用所述中央处理器对接收到的预处理后的数据进行合并处理，并将合并处理后的数据发送至所述数据处理端；

步骤S64：通过所述数据处理端对接收到的合并处理后的数据进行进一步运算处理。

可选的，在步骤S61中的数据采集通道采用信号转换模块将采集的模拟信号转换为数字信号。

可选的，在步骤S62中当所述数据采集预处理端接收到预处理控制指令时，利用的每个预处理单元仅分别与一数据采集通道或仅分别与多个数据采集通道对应配置；其中，对于每个预处理单元仅分别与一数据采集通道对应配置，即每个预处理单元对应一个数据采集通道设置，以分别对各自所对应的通道采集的数据进行预处理，可以在保障足够采样率的基础上，提高数据传输的稳定性。然而对于每个预处理单元仅分别与多个数据采集通道对应配置，即每个预处理单元对应多个数据采集通道设置，以分别对各自所对应的多个通道采集的数据进行预处理；需要注意的是，所述每个预处理单元对应的数据采集通道个数根据采样频率及数据精度需求而定，并且各预处理单元所对应的数据采集通道个数可相同也可不同，对此不作限定。

可选的，所述数据采集预处理端包括：一或多个分别与一个数据采集通道对应配置的预处理单元以及一或多个分别与多个数据采集通道对应配置的预处理单元。具体的，在步骤S62中当所述数据采集预处理端接收到预处理控制指令时，利用分别与一个数据采集通道对应配置的预处理单元以及一或多个分别与多个数据采集通道对应配置的预处理单元对各数据采集通道的采集的数据进行预处理；需要注意的是，分别与一个数据采集通道对应配置的预处理单元的个数以及分别与多个数据采集通道对应配置的预处理单元的个数以及组合方式根据采样频率及数据精度需求而定，并且各预处理单元所对应的数据采集通道可相同也可不同，对此不作限定。

可选的，步骤S62中根据实际需求对采集到的数据做预先的运算处理，实现数据数量级的精简；所述预处理的方式包括但不仅限于去掉数据头、去掉数据尾、获取中间值以及计算平均值操作中的一种或多种。

需要说明是，在如图1所示的实施例中，由于该数据采集高速处理系统的实现原理已在前述实施例中进行了叙述，因此此处不作重复赘述。

综上所述，本发明的数据采集高速处理系统及方法，通过数据采集端、数据采集预处理端、中央处理器、数据处理端配合使用，能够实现多通道同步高采样率数据采集，并在经过数据采集预处理端预处理后，降低实时传输的数据量以及数据处理端的工作压力，提高数据传输稳定性和系统稳定性，以稳定轻负载的方式持续稳定传输，解决了现有技术中对于实时高精度的需求会形成单位时间内大量的数据需要传输并等待处理的状态，会导致数据传输稳定性低以及应用端的数据处理能力不高的问题。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种数据采集高速处理系统，其特征在于，包括：数据采集端、数据采集预处理端、中央处理器以及数据处理端；

其中，

所述数据采集端，包括至少一数据采集通道，用于同步采集数据；

所述数据采集预处理端，包括至少一预处理单元，连接所述数据采集端，所述数据采集预处理端用于在接收到预处理控制指令时，对各数据采集通道采集的数据进行预处理；其中，所述预处理控制指令由所述中央处理器从所述数据处理端接收并发送至所述数据采集预处理端；

所述中央处理器，连接所述数据采集预处理端，用于对接收到的预处理后的数据进行合并处理，并将合并处理后的数据发送至所述数据处理端；

所述数据处理端，连接所述中央处理器，用于对接收到的合并处理后的数据进行进一步运算处理。

2.根据权利要求1中所述的数据采集高速处理系统，其特征在于，每个预处理单元分别与一数据采集通道对应配置。

3.根据权利要求1中所述的数据采集高速处理系统，其特征在于，每个预处理单元分别与多个数据采集通道对应配置。

4.根据权利要求1中所述的数据采集高速处理系统，其特征在于，所述数据采集预处理端包括：

一或多个分别与一个数据采集通道对应配置的预处理单元以及一或多个分别与多个数据采集通道对应配置的预处理单元。

5.根据权利要求1中所述的数据采集高速处理系统，其特征在于，所述数据采集预处理端对各数据采集通道采集的数据进行预处理的方式包括：去掉数据头、去掉数据尾、获得中间值以及计算平均值操作中的一种或多种。

6.根据权利要求1中所述的数据采集高速处理系统，其特征在于，所述数据采集预处理端与所述中央处理器之间通过SPI的DMA模式进行数据传输。

7.根据权利要求1中所述的数据采集高速处理系统，其特征在于，所述中央处理器与所述数据处理端之间通过TCP//IP协议有线网络进行数据传输。

8.一种数据采集高速处理方法，其特征在于，应用于数据采集高速处理系统，所述系统包括数据采集端、数据采集预处理端、中央处理器以及数据处理端，所述方法包括：

通过所述数据采集端上至少一数据采集通道同步采集数据；

当所述数据采集预处理端接收到预处理控制指令时，利用其上的至少一预处理单元对各数据采集通道采集的数据进行预处理；其中，所述预处理控制指令由所述中央处理器从所述数据处理端接收并发送至所述数据采集预处理端；

利用所述中央处理器对接收到的预处理后的数据进行合并处理，并将合并处理后的数据发送至所述数据处理端；

通过所述数据处理端对接收到的合并处理后的数据进行进一步运算处理。

9.根据权利要求8中所述的数据采集高速处理方法，其特征在于，每个预处理单元仅分别与一数据采集通道或仅分别与多个数据采集通道对应配置。

10.根据权利要求8中所述的数据采集高速处理方法，其特征在于，所述数据采集预处理端包括：

一或多个分别与一个数据采集通道对应配置的预处理单元以及一或多个分别与多个数据采集通道对应配置的预处理单元。

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