基于TMS320C6711B DSP的中心定位算法設計

地平儀是衛星姿態控制系統的關鍵子系統，其測量精度和可靠性直接關系到衛星姿態是否精確和穩定。本文利用TI公司的DSP芯片TMS320C6711B(簡稱C6711)實現了中心定位的相關算法。

　　1 實時圖像處理系統的硬件構成

　　本系統以C6711為核心，輔助以現場可編程門陣列FPGA及高速A/D等器件構成實時高速數字圖像處理系統。系統硬件框圖如圖1。該圖像處理系統的工作原理是：由CCD采集輸出的模擬圖像信號，經過高速A/D將模擬信號轉換為數字信號。數字圖像信號在FPGA控制下，將數據不斷輸入至雙口RAM。每當一幀圖像掃描結束時，FPGA提供一個中斷標志信號，觸發DSP進行數據搬移，將雙口RAM中的一幀圖像通過C6711的QDMA搬移到SDRAM中。QDMA將數據搬移完后檢查圖像數據是否有效，如有效則觸發DSP執行圖像處理程序，否則返回等下一個中斷到來。DSP在下次中斷到來之前處理完本幀圖像，將得出的姿態角信息通過多通道緩沖串口McBSP輸出給電腦PC機RS232口并顯示，之后又進入中斷等待狀態，等待中斷再次觸發QDMA進行數據搬移。

　　1.1 C6711數字信號處理器

　　C6711是TI公司的高速浮點DSP芯片，主頻為150MHz，最高能達到900MFLOPS的峰值運算能力。C6711由CPU內核、片內外設和存儲器三大部分組成。處理單元采用高性能、先進的VelociTITM結構，每時鐘周期8個功能單元可并行工作。C6711具有特別適合實時圖像處理的特點：

　　(1)先進的VelociTI超長指令字C67xDSP內核;

　　(2)硬件支持IEEE標準的單精度和雙精度浮點指令;

　　(3)32位外部存儲器接口(EMIF)，提供與同步、異步存儲器的無縫接口;

　　(4)兩級緩存結構，其中：程序緩存32Kbit，數據緩存32Kbit，二級緩存512Kbit;

　　(5)增強型DMA控制器，共16個獨立通道。

　　1.2 A/D變換

　　由CCD輸出的模擬圖像信號，經過高速A/D將模擬信號轉換為10位數字圖像信號，在FPGA的控制下存入雙口RAM存儲器，供DSP處理使用。

　　1.3 電源模塊和監控復位電路

　　C6000系列DSP需要兩種電壓，分別為CPU內核電壓和周邊I/O接口電壓。C6711需要3.3V和1.8V兩種電壓，并且要求兩種電源滿足一定的加電順序。本系統采用兩者同時加電的方式。根據系統的功耗要求，分別采用芯片TPS54316和TPS54314直接產生3.3V和1.8V兩種電壓，它最大可提供3A的供電電流。電源監控和復位電路采用TI公司的TPS3307-33實現，它可以同時監測三個獨立的電壓3.3V/5V/1.8V，并且被監測的三個電壓有一個低于其門限值時，就可以保證輸出有效的

信號，使DSP復位，當它們的值都高于門限值時，

信號才變為高電平。