高速数据采集系统是电子测量和自动化控制领域的重要组成部分，它能够将模拟信号转换为数字信号进行处理。随着技术的发展，数据采集系统的速度和效率不断提升，尤其是在需要处理高速瞬态信号的场合，如图像处理、医学诊断、信号分析等领域，对数据采集的速率和精度要求极高。
在给定文件中，描述了一种带USB接口的高速数据采集系统的设计。这一系统采用了虚拟仪器的设计理念，利用计算机的强大处理能力实现对数据采集系统的智能控制。通过采用复杂可编程逻辑器件（CPLD）作为核心控制单元，该系统实现了对高速数据的采集和存储。此外，该系统通过USB接口与计算机连接，利用USB总线进行数据的传输和控制。
系统的核心部分是A/D转换器，它负责将模拟信号转换成数字信号。文中提到了AD9054这一型号，它是由美国模拟器件公司（Analog Devices）生产的一款高速A/D转换器，具有200MSPS的最高转换速率和350MHz的模拟带宽，非常适合高速信号的采集。
系统的总体结构包括三个主要部分：高速数据采集部分、USB通信接口和电源模块。高速数据采集部分负责模拟信号的调理、高速模/数转换以及数字信号的高速存储，并完成逻辑控制和时钟分配等功能。USB通信接口负责系统与计算机之间的数据传输。而电源模块则为系统提供稳定的供电。
为了实现高速数据的存储，设计中选用了赛普拉斯（Cypress）公司的CY7C4XX1系列FIFO（先入先出）作为数据缓存器。该系列FIFO具有低功耗的特点，并且可以根据需要选择不同的存储容量，从而在不影响系统结构的情况下灵活地调整存储空间。
CPLD在系统中扮演了至关重要的角色，它采用了ALTERA公司的MAX7000S系列器件EPM7128S-100，具备175MHz的计数频率，能够实现高速、复杂的组合逻辑控制。CPLD的高可靠性、高速度以及易编程特性，使得它可以有效管理数据采集过程中的各种控制逻辑。
微控制器在该系统中作为连接高速数据采集部分和USB通信接口的纽带，负责与USB接口芯片USBN9604通信，并控制与PC机的通信，同时向CPLD传递PC机的控制参数，并监控CPLD的运行状态。微控制器部分是基于C8051F005这一型号开发的，它是Silicon Labs公司生产的8位微控制器，拥有高性能的处理能力，能够满足高速数据采集系统的需求。
系统设计中还特别考虑了解决高速数据采集时的几个关键问题：信号的高速采集、高速数据的存储以及抗电磁干扰。通过精心设计的模拟信号调理电路、高速缓存以及稳定的电源模块，这些问题得到了妥善处理。
系统设计采用了虚拟仪器架构，强调了硬件资源与软件程序的紧密集成。通过软件实现对数据采集频率、触发条件等指标的控制，实现了数据分析和显示等功能，极大地提高了系统的灵活性和用户友好性。
这一设计不仅展示了高速数据采集系统的设计思路和实施方法，而且为同类型系统的设计提供了参考和借鉴。通过采用现代电子技术中先进的CPLD器件和USB接口技术，系统可以满足工业和科研领域的高性能数据采集需求。
