基于CPCI總線多DSP系統的高速主機接口設計

在現代通信、雷達和聲納系統中，隨著實時處理要求的不斷提高，對數字信號處理系統也提出了更高的要求。板載多片高性能的DSP芯片，配合大容量的SDRAM，可以很好地滿足上述要求，并且已經成為了數字信號處理系統發展的趨勢。采用CPCI總線集成系統，可以方便主機進行調試，控制和管理DSP系統。系統中的主機接口可以使主機通過CPCI總線訪問板上的DSP和SDRAM芯片，這是多DSP系統設計的關鍵點之一。

　不同于以往簡單地使用一個CPLD進行粘合邏輯設計，本文提出了一種基于雙狀態機＋Cache，預存預取的主機接口設計結構。在主機接口中設立了一個Cache，降低了CPCI總線與板上DSP和SDRAM芯片的耦合度，并且設計了兩個獨立狀態機分別進行控制。這顯著提高了主機訪問DSP和SDRAM的速度，為DSP系統的應用提供了更廣闊的平臺。本文詳細闡述了如何完成CPCI總線和DSP、SDRAM芯片間的數據傳輸，分析了設計難點，并給出了邏輯框圖。

　　1 系統設計方案

　 圖1是系統設計框
圖，系統采用PLX公司的PCI9656接口芯片，它可以很方便地將時序相對復雜的PCI協議轉化為相對簡單的局部端訪問協議。在基本不損失性能的同時，簡化了邏輯設計要求，使開發者可以更為關注后端數據接口問題。

FPGA采用Xilinx公司的X2V1000它有近100萬門的邏輯資源和720KB的BlockRAM可以靈活搭建控制邏輯和Cache緩存　DSP采用ADI公司的… src=Image/20090601155734566221_new.jpg>
　 FPGA采用Xilinx公司的X2V1000，它有近100萬門的邏輯資源和720KB的BlockRAM，可以靈活搭建控制邏輯和Cache緩存。
　 DSP采用ADI公司的ADSP-TS201S，共有4片，工作頻率是600MHz，總共可以提供14.4GFLOPS的運算能力[1]。
　 SDRAM采用Hynix公司的HY57V561620C，容量共有128MB，可以基本滿足數據存儲的要求。

　　2 FPGA的接口設計

　　2.1 FPGA在系統中的作用

　FPGA主要實現如下功能接口：(1)DSP接口。提供一個PCI Local總線到DSP共享總線的界面，完成兩套總線之間的邏輯仲裁及讀寫控制信號等；(2)SDRAM接口。提供一個PCI Local總線到SDRAM總線的界面；(3)FLASH接口；(4)鏈路口；(5)Register管理模塊。圖2給出了FPGA的各種接口與系統其他部分的關系圖。本文將重點討論主機和DSP、SDRAM間的訪問。