[发明专利]嵌入式实时数据采集和存储系统及其方法

说明书

本公开提供了一种嵌入式实时数据采集和存储系统及其方法，该嵌入式实时数据采集和存储系统包括：数据处理器、SDRAM存储器及FLASH存储器；其中，所述数据处理器包括内部存储单元，该内部存储单元与所述SDRAM存储器及FLASH存储器构成所述嵌入式实时数据采集和存储系统的三级存储。本公开嵌入式实时数据采集和存储系统及其方法，采集和存储工作，成本低，体积可控，实时性高。

技术领域

本公开涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种嵌入式实时数据采集和存储系统及其方法，可广泛应用于传感器数据采集、传感器数据存储与读取。

背景技术

随着计算机技术的发展以及人工智能的普及，人类对数据的需求量达到了前所未有的程度，这就对智能数据采集与存储技术提出了诸多要求。然而受限于体积和性能，现有的数据采集技术多有如下缺点：

(1)现有的数据采集与存储系统大多依赖于工控机，体积庞大、成本高昂；

(2)现有的嵌入式系统大多集成了非实时操作系统如linux、ucos，延迟大，难以满足高速实时要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本公开提供了一种实时嵌入式数据采集和存储系统及其方法，通过设计硬件结构保证数据处理器与外部传感器电路的通信和数据采集，通过系统优化，减小了体积，降低了成本，通过方法设计保证系统及其方法的实时性和功能顺利完成。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种嵌入式实时数据采集和存储系统，包括：数据处理器、SDRAM存储器及FLASH存储器；其中，所述数据处理器为具有多优先级和多级存储的数据处理器，其包括内部存储单元，该内部存储单元与所述SDRAM存储器及FLASH存储器构成所述嵌入式实时数据采集和存储系统的三级存储。

在一些实施例中，所述的嵌入式实时数据采集和存储系统，还包括：JTAG控制逻辑电路，与所述数据处理器连接；上位机接口组件，一端连接的串口电平转换芯片包括：串口控制逻辑电路及与该串口控制逻辑电路；所述串口控制逻辑电路的另一端与所述数据处理器连接；传感器接口单元，包括：A/D控制逻辑电路及与所述A/D控制逻辑电路的一端连接A/D芯片，所述A/D控制逻辑电路的另一端与所述数据处理器连接；SPI控制逻辑电路，其与所述数据处理器连接；IIC控制逻辑电路，其与所述数据处理器连接；以及IO控制逻辑电路，其与所述数据处理器连接；电源转换模块，与所述数据处理器连接，用于供电；以及晶振，与所述数据处理器连接，用于为所述数据处理器提供工作时钟。

在一些实施例中，所述数据处理器包括：内部存储单元，用于存储中间数据和程序；存储控制单元，用于与所述SDRAM存储器及FLASH存储器进行接口；可编程单元，用于执行数据采集、数据处理、数据存储及空闲程序，以实现所述嵌入式实时数据采集和存储系统的数据采集与存储；以及，外设控制单元，其通过串口控制逻辑电路及串口电平转换芯片与PC上位机进行交互，通过A/D芯片控制逻辑电路及A/D转换芯片、SPI控制逻辑电路、IIC控制逻辑电路、IO控制逻辑电路与外部传感器电路连接。

在一些实施例中，所述可编程单元，包括CPU、地址总线、数据总线以及内部扫描链，在正常工作状态下CPU运行内部的采集与存储算法，实现整个电路的数据采集与存储功能。

在一些实施例中，所述数据处理器还包括定时器及中断处理单元。

在一些实施例中，所述数据处理器通过JTAG控制逻辑下载、更新数据采集、数据处理及数据存储程序，通过可编程单元运行所述数据采集、数据处理及数据存储程序；所述程序通过定时器定时中断和外部IO中断的方式读取外部传感器电路的数据，并通过优先级分配的方式协调数据采集、数据处理及数据存储程序。