DSP完成的實時信號模擬器

2.2 USB總線接口

　　USB總線是一種通用的計算機串行接口總線標準,可以連接多個設備。USB總線標準目前有：1.0、1.1和2.0多個標準。其中：1.0、1.1標準最高提供12Mbps的傳輸速率;2.0標準最高提供480Mbps的傳輸速率。在該模擬器中,采用1.1標準的USB接口芯片USBN9602/3。

　　USBN9602/3是美國國家半導體公司生產的一款支持USB1.1標準的接口芯片。該芯片提供多種數據接口方式（8bits并口、并口復用、和MICROWIRE/PLUS）,方便與控制器進行連接。相對來說,8b

its并口訪問方式,訪問簡單讀取速度比較快。該模擬器利用DSP對USBN9602/3進行控制,其數據線和地址線訪問比較方便,因此采用8bits并口訪問方式。USBN9602/3中斷信號通知DSP進行時間處理。
2.3 可編程邏輯器件

　　本模擬器中兩個DSP的外圍器件的譯碼由一片CPLD完成。該CPLD根據DSP的PS、DS、IS、MSTROB、IOSTROB、WR、以及地址線譯碼得到外圍器件（USBN9602/3、FIFO、RAM）的片選、讀寫等信號。

　　輸出接口部分的FPGA負責完成對DAC、及FIFO的控制,產生他們需要的片選、讀寫、時鐘等信號。模擬器中采用alteral公司的FPGA,在該器件中設計了多個PWM輸出控制器、多個數字量輸出控制寄存器。DSP2可以按照訪問USBN9602/3的方式訪問FPGA,對FPGA內部的寄存器進行操作。從而進行PWM和數字量輸出。此外用和還可以根據自己的要求設計相應的功能,以滿足不同用戶的要求。alteral公司的FPGA由多種在線可編程方式,為了方便用戶升級,我們采用8位并行加載方式。用戶生成的下載文件經USB口傳送給DSP1,由DSP1經過其總線下載導FPGA中。從而減少了利用EPROM、JTAG等其他方式加載時,對硬件進行的EPROM燒寫、插拔等其他操作。對編程時FPGA和模擬器正常使用時一樣,無需對硬件進行操作,做到了完全在線編程。

2.4 DAC模擬輸出

　　本模擬器采用AD公司的8-Bit雙路發射機用DAC AD9709作為數模轉換芯片。該芯片的最大轉換速率可達125MSPS,可以應用到通信、基站、數字合成、三維超聲等領域。AD9709的數字輸入端有雙路并行、交織輸入兩種模式。我們采用能充分利用數據帶寬的雙路并行輸入方式。AD9709模擬輸出為兩路差分信號,運放AD8041完成差分轉單端。其功能框圖如下： 　　

3 軟件結構

　　本模擬器的軟件包括DSP和FPGA兩部分。DSP1軟件包括：USB控制,數據接收、處理、傳輸,FPGA配置,DSP2的引導等工作。DSP2軟件相對較少,DSP1送來的數據進行處理,將處理后的數據送到各接口處,并控制各接口的工作狀態。FPGA完成數字、模擬各接口的具體控制。圖3為兩個DSP的程序流程。