近年來，高速數字信號處理器（DSP）已越來越廣泛地用于各個領域，例如：通信、語音處理、圖像處理、模式識別及工業控制等方面，并且日益顯示出巨大的優越性。數字信號處理器是利用專門或通用的數字信號處理芯片、以數字計算的方法對信號進行處理，具有處理速度快、靈活、精確抗干擾能力強、體積小、可靠性高等優點，滿足了對信號快速精確實時處理及控制的要求。
　　通用串行總線USB（Universal Serial Bus）具有連接靈活、可熱插拔、一種接口適合多種設備、速度高、自動配置、無需定位及運行安裝程序、可為外設提供電源、低功耗、低成本、高可靠性等優點使數據的高速傳輸變得非常便利。
　　設計一種通用數據采集與信號處理系統，采用高性能的TMS320F2812 芯片和USB總線傳輸技術，使信號能實時送到上位機進行分析與處理，從而實現高速的數據采集和處理功能。
　　1、系統概述
　　該系統的工作過程主要是將外部的八路同步模擬輸入信號經過A/D 轉換器進行采樣和轉換，并把采集得到的大量數據送入DSP 內部對采樣結果進行軟件濾波以及前端處理。在DSP 完成采集數據的處理工作后，將處理結果經過USB 總線送至主機，進行實時的后端分析處理和顯示。
　　結構框圖如圖1 所示，MAX1308 為MAXIM 公司生產的模/數轉換器，其采樣最高速率為單通道1075kSPS，8 通道為456kSPS ，精度為12 位，為8 通道同步采樣。采用TI 公司的TMS320F2812 作為處理器，其時鐘頻率最高為150MHz，是目前控制領域性能最高的處理器，具有精度高、速度快、集成度高等特點，為不同控制領域提供了高性能的處理器。USB 接口芯片采用的是CH372 ，具有8 位數據總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出功能，可以方便地掛接到DSP 控制器的系統總線上。利用VC++ 實現了USB 和計算機的高速數據通信，充分利用了計算機的存儲容量大等特點，可將采集到的數據存儲起來供事后分析，也可以實現數據的實時處理。
　　
　　圖1 系統框圖
　　2、系統硬件
　　2.1 TMS320F2812
　　C281x 系列DSP 是TI 公司最新32 位定點數字信號處理器，是基于TMS320C2000 數字信號處理器平臺開發的，其代碼與24x/240x 數字信號處理器完全兼容。因此，240x 的用戶能夠輕松的移植到C281x系列DSP 平臺上，C281x 系列DSP 同時具有數字信號處理器和微控制器的特點，尤其是C281x 繼承了數字信號處理器的諸多優點，其中包括可調整的哈佛總線結構和循環尋址方式。微控制器的特點主要包括字節的組合與拆分、位操作等。哈佛總線結構能夠完成指令的并行處理，在單周期內通過流水線完成指令和數據的同時提取，從而提高了處理器的處理能力。
　　C281x 處理器采用C/C++ 編寫的軟件，其效率高，因此用戶不僅可以應用高級語言編寫系統程序，也能夠采用C/C++ 高效率的數學算法。C281x 系列數字信號處理器在完成數學算法和系統控制等任務時都具有較高的性能，這樣就避免了用戶在一個系統中需要多個處理器的麻煩。C281x 處理器內核包含了一個32×32 位的乘法累計單元，能夠完成64 位的數據處理能力，從而使該處理器能夠實現更高精度的處理任務。
　　2.2 USB接口
　　USB 通用接口芯片可分為3 種。一種是專門為USB 應用設計的USB 芯片，一種是建立在現有芯片系列基礎上的USB 芯片，還有一種是只處理USB 通信，必須被一個外部微控制器所控制的USB 芯片。該設計采用CH372屬于最后一種。
　　CH372 內置了USB 通訊中的底層協議，具有省事的內置固件模式和靈活的外置固件模式。在內置固件模式下，CH372 自動處理默認端點0 的所有事務，本地端DSP 只要負責數據交換，所以DSP 程序非常簡潔。在外置固件模式下，由外部DSP 根據需要自行處理各種USB 請求，從而可以實現符合各種USB 類規范的設備。