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【摘 要】对于嵌入式数据采集系统的设计，主要由硬件与软件两个部分所构成。硬件设计运用以ARMv5te与XScale为基础构架体系的嵌入式微处理器型号芯片PXA270，软件设计应用嵌入式操作系统Linux。跟传统模式的数据采集系统相对比，这系统具备着集成度高、组合灵活、可靠性好与实时性优等优点，目前阶段已经在各种类型硬件系统中的数据采集设备中得到广泛应用。
【关键词】嵌入式 ARM 数据采集系统
一、引言
一般的信号采集硬件设备在控制系统的软件具体设计过程当中一般都会选取51单片机、DSP数字信号处理系统或者以嵌入式计操作系统为基础的结构化体系[1]。对于以DSP为基础的数字化形式数据采集系统，尽管其拥有运算速度高的优势，但是所需要的成本会高一些，同时数据通信接口的实现效果不佳，过于复杂的中断处理操作会使得CPU运行速度下降，这样会影响到控制系统的响应性能。另一方面由于51单片机系统自身就已经存在着一定程度的限制性，相应的运行效率不高，不利于实现多任务处理的操作目的。通过使用嵌入式的Linux系统作为基础控制中心的数据采集系统可以达到实现更多种功能的集成化目标，能够很好地弥补51单片机与DSP数字信号处理系统的相关缺点。
二、系统硬件的模块化设计
（一）系统硬件模块搭建
数据采集系统使用型号为PXA270的微处理器作为实际系统的控制中心，根据对应的各个传感器等相应信号源接收到的具体模拟式信号后送入到信号调整电路实行处理，模数转换器能够将其转变成为对应的数字式信号，然后就输送至PXA270中进行后续处理。关于各种不同类型的具体功能应用，在ARM嵌入式操作系统中能够实现数字滤波与其它各方面有关处理的操作目的，经过数据通信接口的作用能够将相应的数据信息传送到系统中心，进而可以达到进一步的深入分析与处理目的[2]。
（二）数据信号调整电路
数据信号调整电路的直接功能在于能够把对应的数据信号分量控制在有效的幅度，同时能够很好进行干扰信号的抑制处理。一般情况下实施的具体处理方法应该是扩充衰减器的数目用于控制幅值较大的数据信号能够维持在数模转换器的有效电压输入范围，同时能够提升与前端位置的传感器或者接收天线出现互相匹配的适用性程度。
（三）数据信号采样电路
模数转换器选取型号为AD9238的芯片，其具有12位形式的双通道，相应的采样处理速度参数是65Msp/s。这款芯片需要施加3.3V直流电压进行供电，跟单通道形式的数模转换器相比较，其具备了一般数模转换器同等条件的动态性能优点，同时跟两个单通道形式的数模转换器相比较，AD9238则能够在很大程度上达到比一般数模转换器更理想的抗干扰性能。
（四）外部扩展设备
对于数据采集系统的实际应用需求标准，系统硬件外部能够扩充足够存储容量空间的FLASH型数据存储器，以达到缓存数据信息与存储操作程序的实际目的[3]。型号为PXA270的微处理器具有存储单元空间控制器的集成化特点，其外部硬件设备相应的数据存储总线接口能够提供支持功能的分别有SDRAM、FLASH、ROM、SRAM与PC卡等各种类型。如果数据采集系统处在上电启动的状态时，一开始CPU会执行读取地址数据信息为0x0相对应的程度代码操作处理，当这块程度代码执行了相关的具体硬件初始化处理后，会把其它有关的程序代码传输至存储空间中执行。
三、系统的软件设计
（一）内核裁减编译
在数据采集系统当中，PXA270是基于X86操作系统形式的一类体系架构，跟计算机一般应用的Linux操作系统可以达到兼容的效果。所以能够相应地运用X86操作系统架构体系下与Linux系统有对应联系的gcc式编译器，对于能够达到裁剪操作处理目的Linux系统内核源代码实现相关的具体编译操作目的。
（二）设备驱动程序
设备驱动程序主要功能在于能够达到对中断命令进行处理的实现目的。为了能够更好地保证数据采集系统维持在良好的工作状态，最大程度地优化中断的具体实现功能，一般情况下会将中断处理程序相应地分成上部分与下部分。上部分即为在执行中断方式的关闭过程当中首先会被系统硬件执行中断从而达到对应中断服务程序的触发目的，因此应当要求所需执行操作时间更短，相应处理运行速度更快，不然则会导致数据采集系统的性能效应受到限制；下部分能够很好地适合在处理操作命令占据时间长甚至会发生休眠情况的实际任务，能够在打开中断与任务串行化操作的集体条件下进行操作处理。
（三）应用程序
1.数据信号采集模块经过对I/O通信接口的具体处理操作，能够很好地实现对数据信息的处理实现功能，数据采集系统中所需要使用的inb、inb_p、outb与outb_p这四个功能函数能够实现系统硬件设备中读取与写入数据信息的实际功能。Linux操作系统内核配置有对端口应用情况的控制与查询功能，能够充分运用这项具体功能有效地避免在I/O通信接口的数据信息读写过程中可能会发生的冲突现象。
2.数据信号处理模块在一定程度上能够很好地执行数据信息的数字滤波等各种实际的处理操作功能，同时能够把数据信息导出并且存储到对应的具体文件当中。
3.数据信号通信硬件模块的功能是对位于缓冲区域的数据信息执行读取操作，并且发送到上位机。
四、结束语
文中设计的是一类具有通用性质的嵌入式数据采集系统，能够经过执行各种不同类型的应用程序加载操作从而可以很好地应用在各种不同情况的实践场合，充分体现出集成化程度高、价格成本低、性能优越与功能多元化的优势。嵌入式数据采集系统相应的硬件与软件调试工作相对比较便捷，可靠性好，功能扩展简易，能够依据现场提供的通信条件实现系统所采集到的数据信息可靠传输目的。
参考文献：
[1]孙天泽，袁文菊，张海峰.嵌入式设计及Linux驱动开发指南[M].北京：电子工业出版社，2005.
[2]卓浩泽，龚仁喜，谢玲玲，等.基于FPGA的多路高速数据采集系统的设计[J].电测与仪表，2011，48（9）.
[3]石秀民，魏洪兴.嵌入式系统原理与应用—基于Xscale与Linux[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.
作者简介：
赵宝龙，男，1986年12月—，籍贯：陕西西安，学历： 在校本科生，研究方向：自动化，电子技术，嵌入式。
【关键词】嵌入式 ARM 数据采集系统
一、引言
一般的信号采集硬件设备在控制系统的软件具体设计过程当中一般都会选取51单片机、DSP数字信号处理系统或者以嵌入式计操作系统为基础的结构化体系[1]。对于以DSP为基础的数字化形式数据采集系统，尽管其拥有运算速度高的优势，但是所需要的成本会高一些，同时数据通信接口的实现效果不佳，过于复杂的中断处理操作会使得CPU运行速度下降，这样会影响到控制系统的响应性能。另一方面由于51单片机系统自身就已经存在着一定程度的限制性，相应的运行效率不高，不利于实现多任务处理的操作目的。通过使用嵌入式的Linux系统作为基础控制中心的数据采集系统可以达到实现更多种功能的集成化目标，能够很好地弥补51单片机与DSP数字信号处理系统的相关缺点。
二、系统硬件的模块化设计
（一）系统硬件模块搭建
数据采集系统使用型号为PXA270的微处理器作为实际系统的控制中心，根据对应的各个传感器等相应信号源接收到的具体模拟式信号后送入到信号调整电路实行处理，模数转换器能够将其转变成为对应的数字式信号，然后就输送至PXA270中进行后续处理。关于各种不同类型的具体功能应用，在ARM嵌入式操作系统中能够实现数字滤波与其它各方面有关处理的操作目的，经过数据通信接口的作用能够将相应的数据信息传送到系统中心，进而可以达到进一步的深入分析与处理目的[2]。
（二）数据信号调整电路
数据信号调整电路的直接功能在于能够把对应的数据信号分量控制在有效的幅度，同时能够很好进行干扰信号的抑制处理。一般情况下实施的具体处理方法应该是扩充衰减器的数目用于控制幅值较大的数据信号能够维持在数模转换器的有效电压输入范围，同时能够提升与前端位置的传感器或者接收天线出现互相匹配的适用性程度。
（三）数据信号采样电路
模数转换器选取型号为AD9238的芯片，其具有12位形式的双通道，相应的采样处理速度参数是65Msp/s。这款芯片需要施加3.3V直流电压进行供电，跟单通道形式的数模转换器相比较，其具备了一般数模转换器同等条件的动态性能优点，同时跟两个单通道形式的数模转换器相比较，AD9238则能够在很大程度上达到比一般数模转换器更理想的抗干扰性能。
（四）外部扩展设备
对于数据采集系统的实际应用需求标准，系统硬件外部能够扩充足够存储容量空间的FLASH型数据存储器，以达到缓存数据信息与存储操作程序的实际目的[3]。型号为PXA270的微处理器具有存储单元空间控制器的集成化特点，其外部硬件设备相应的数据存储总线接口能够提供支持功能的分别有SDRAM、FLASH、ROM、SRAM与PC卡等各种类型。如果数据采集系统处在上电启动的状态时，一开始CPU会执行读取地址数据信息为0x0相对应的程度代码操作处理，当这块程度代码执行了相关的具体硬件初始化处理后，会把其它有关的程序代码传输至存储空间中执行。
三、系统的软件设计
（一）内核裁减编译
在数据采集系统当中，PXA270是基于X86操作系统形式的一类体系架构，跟计算机一般应用的Linux操作系统可以达到兼容的效果。所以能够相应地运用X86操作系统架构体系下与Linux系统有对应联系的gcc式编译器，对于能够达到裁剪操作处理目的Linux系统内核源代码实现相关的具体编译操作目的。
（二）设备驱动程序
设备驱动程序主要功能在于能够达到对中断命令进行处理的实现目的。为了能够更好地保证数据采集系统维持在良好的工作状态，最大程度地优化中断的具体实现功能，一般情况下会将中断处理程序相应地分成上部分与下部分。上部分即为在执行中断方式的关闭过程当中首先会被系统硬件执行中断从而达到对应中断服务程序的触发目的，因此应当要求所需执行操作时间更短，相应处理运行速度更快，不然则会导致数据采集系统的性能效应受到限制；下部分能够很好地适合在处理操作命令占据时间长甚至会发生休眠情况的实际任务，能够在打开中断与任务串行化操作的集体条件下进行操作处理。
（三）应用程序
1.数据信号采集模块经过对I/O通信接口的具体处理操作，能够很好地实现对数据信息的处理实现功能，数据采集系统中所需要使用的inb、inb_p、outb与outb_p这四个功能函数能够实现系统硬件设备中读取与写入数据信息的实际功能。Linux操作系统内核配置有对端口应用情况的控制与查询功能，能够充分运用这项具体功能有效地避免在I/O通信接口的数据信息读写过程中可能会发生的冲突现象。
2.数据信号处理模块在一定程度上能够很好地执行数据信息的数字滤波等各种实际的处理操作功能，同时能够把数据信息导出并且存储到对应的具体文件当中。
3.数据信号通信硬件模块的功能是对位于缓冲区域的数据信息执行读取操作，并且发送到上位机。
四、结束语
文中设计的是一类具有通用性质的嵌入式数据采集系统，能够经过执行各种不同类型的应用程序加载操作从而可以很好地应用在各种不同情况的实践场合，充分体现出集成化程度高、价格成本低、性能优越与功能多元化的优势。嵌入式数据采集系统相应的硬件与软件调试工作相对比较便捷，可靠性好，功能扩展简易，能够依据现场提供的通信条件实现系统所采集到的数据信息可靠传输目的。
参考文献：
[1]孙天泽，袁文菊，张海峰.嵌入式设计及Linux驱动开发指南[M].北京：电子工业出版社，2005.
[2]卓浩泽，龚仁喜，谢玲玲，等.基于FPGA的多路高速数据采集系统的设计[J].电测与仪表，2011，48（9）.
[3]石秀民，魏洪兴.嵌入式系统原理与应用—基于Xscale与Linux[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.
作者简介：
赵宝龙，男，1986年12月—，籍贯：陕西西安，学历： 在校本科生，研究方向：自动化，电子技术，嵌入式。