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        基于FPGA+DSP+ARM的數(shù)據(jù)傳送總線變換器

        作者: 時間:2010-09-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

        摘 要: 介紹了基于++總線變換器的整體設(shè)計及的器件選型,詳細(xì)描述了、DSP與的接口電路設(shè)計,給出了系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計,詳細(xì)描述了HPI驅(qū)動程序的實現(xiàn)過程。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/191587.htm

          在飛控組件測試時,由于被測系統(tǒng)與上位機有一定距離,如果直接把遙測并行到上位機,將會出現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的衰減和信號延時問題,有可能使信號時序錯位,從而達不到系統(tǒng)測試的要求。為此,需要研制一種總線變換器,用來完成被測數(shù)據(jù)無失真的、實時的、遠距離與上位機的通信,并能接收上位機的控制指令,實現(xiàn)工作狀態(tài)的遠程交互。

          1 數(shù)據(jù)傳送總線變換器的整體設(shè)計

          綜合考慮到測試系統(tǒng)實時性和可靠性的要求,選擇以太網(wǎng)口作為數(shù)據(jù)傳送總線變換器與上位機的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接口,以高速串口作為控制口,采用FPGA+DSP+ARM的架構(gòu)作為實時信息處理平臺。

          數(shù)據(jù)傳送總線變換器的系統(tǒng)框圖如圖1所示。其中,F(xiàn)PGA作為數(shù)據(jù)預(yù)處理器,完成并行數(shù)據(jù)到串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)預(yù)處理任務(wù);DSP讀取FPGA處理后的數(shù)據(jù)并完成數(shù)據(jù)壓縮的任務(wù);ARM作為中央處理控制器,主要完成從DSP系統(tǒng)中讀取已經(jīng)編碼好的數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)口完成與上位機的實時通信任務(wù)。上位機按照數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、產(chǎn)品的數(shù)據(jù)遙測協(xié)議解調(diào)出各類物理變量,記錄并存儲。測試人員通過上位機完成工作狀態(tài)的遠程控制與各種信息交互任務(wù)。


          在該系統(tǒng)中采用了FPGA+DSP+ARM的高端架構(gòu),但是衡量一個系統(tǒng)的整體性能不僅要看所使用的器件和所完成的功能,還要看各個器件之間的接口形式。在FPGA+DSP+ARM的信息處理平臺上,三者之間的接口形式將決定整個系統(tǒng)的性能。為滿足實時的信號處理任務(wù),在選擇DSP芯片時,不僅要考慮DSP芯片的處理速度,還要考慮DSP芯片與FPGA、ARM的接口能力,選擇帶有EMIF和HPI接口的DSP使其與FPGA、ARM無縫連接成為該系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵一環(huán)。

          2 器件選型

          在該數(shù)據(jù)傳送總線變換器中,F(xiàn)PGA選用Xilinx公司最新推出的低成本現(xiàn)場可編程門陣列Spartan-3E 系列中的XC3S500E。XC3S500E包含有20個Block RAM,每個RAM塊中的18 KB的模塊存儲器,是完全同步、真正的雙端存儲器。用戶可獨立地從每個端口讀出或向每個端口寫入(但同一地址不能同時進行讀和寫)。另外,每個端口都有一個獨立的時鐘,對每個端口的數(shù)據(jù)寬度都可以獨立進行配置。

          ARM芯片選用Samsung公司的S3C4510B。S3C4510B是基于以太網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的高性價比16/32 bit RISC微控制器,內(nèi)含一個由ARM公司設(shè)計的16/32 bit ARM7TDMI RISC處理器核。除了ARM7TDMI核以外,S3C4510B還有許多重要的片內(nèi)外圍功能模塊,其中就有一個以太網(wǎng)控制器,用于S3C4510B系統(tǒng)與其他設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信。

          DSP芯片選用TI公司的TMS320C6416。TMS320C6416是TI公司推出的高速定點DSP,它擁有處理能力強大的CPU、高達1 MB的RAM、豐富的外設(shè)接口。外設(shè)包括CPU訪問外圍設(shè)備提供無縫接口的靈活的外部存儲器接口EMIFA和EMIFB,一個使得DSP很容易通過PCI接口無縫連接到一個具有PCI功能的外部主CPU上的PCI接口,一個16/32 bit寬的異步并行接口HPI(和PCI共用相同的引腳),一個提供64 bit數(shù)據(jù)通道訪問的增強型EDMA等。其高速的處理速度滿足系統(tǒng)的實時性要求,并能實現(xiàn)與多種外設(shè)無縫連接。


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