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随着计算机技术与电子技术的高速发展,计算机及其外设设备得到了迅猛发展和应用,在现代工业领域和许多科学研究场合中对数据采集技术的使用与日俱增,并且对数据采集速度的要求也越来越高。传统的通信方式由于传输速度慢、安装麻烦等诸多问题,其严重阻碍了数据采集设备的应用和发展。新一代通用串行总线USB具有传输总线少、速度高、支持热插拔等优点,很好的解决了上述问题,因此串行总线技术在计算机系统及通信设备中迅速得到了广泛应用。文中分析了视频基本知识和USB总线的体系结构及特点,针对传统总线不足之处和两路高速视频数据采集的需要,在此基础上研究了基于USB的数据采集系统。根据系统应该达到的指标,从而确定系统的整体框架和各个部分芯片的选择。整个系统主要包括硬件设计和软件设计两部分,实现两路视频数据高速采集、处理及高速传输等功能。系统硬件部分实现视频数据的采集、处理及传输功能。Altera公司的FPGA芯片EP2C8Q208为微控制器,控制A/D芯片对外部视频数据的采集、接收A/D转换的数字视频数据、负责视频数据处理,然后将其缓存到外部高速SDRAM中,并控制CY7C68013A实现与PC机的数据通信。硬件设计部分主要包括A/D转换电路设计、基于EP2C8Q208FPGA的最小系统设计、SDRAM接口电路设计和USB接口电路设计。系统软件部分主要包括FPGA时序逻辑、USB固件程序、USB驱动程序,其中FPGA时序逻辑和USB固件程序设计是研究的重点。FPGA时序逻辑是整个数据采集系统控制的的核心,是在Quartus II9.0中完成,实现采集、数据处理和高速缓存控制；USB固件程序则在KeilC中完成,实现对CY7C68013A的初始化；USB驱动程序则在Cypress提供的通用驱动程序基础上开发。最后对该系统进行了测试,在设计的环形测试和上位机USB测试中,正确采集两路视频数据,基本实现系统性能指标。