ADSP21160實現數字信號處理系統

本文使用ADI 公司的ADSP21160為主處理器搭建了信號處理硬件平臺，給出了對系統的構思及具體電路設計，具有一定的實用價值。

　　ADSP21160采用超級哈佛結構，片內有 4 套獨立的總線，分別用于雙數據存取、指令存取和輸入 /輸出接口，片內集成了處理器核(包括運算單元、控制單元、地址產生器和總線、中斷、寄存器等)、大容量雙端口靜態存儲器、程序 /數據外部總線及多處理器接口、輸入 /輸出控制器等數字信息處理系統的主要功能塊。

　　硬件系統的設計思路

　　下面從數據的輸入輸出，系統的上電運行，系統的電源配置及電路控制等方面簡單介紹系統的設計思路。

　　1. 首先考慮數據傳輸。外部設備(接收機)通過50針接口將數據經 ADSP21160處理后轉換成串行數據輸出，傳遞給外設(控制器)及計算機。為了電路系統的保密性以及便于系統中一些邏輯控制電路的實現，在ADSP21160和50針接口之間增加了一個CPLD控制電路。

　　2. 為了上電后系統可以自行運行，需要給DSP配置一個外接FLASH,并將計算程序預先燒寫FLASH中。通過配置ADSP21160的引導方式，系統上電后，ADSP21160可自動從FLASH中讀取程序并運行。

　　3. 由于ADSP21160只有4Mbit的內部存儲空間，且等分為數據存儲空間和程序存儲空間兩部分.。為了系統及程序今后升級的方便，使用SRAM配置了512K×32位的外部存儲空間。

　　4. 由于ADSP21160的串行口不是通用的UART串口，而系統和計算機均要求串行數據輸出，故系統中需要一個并串轉換芯片來輸出運算結果。

　　5. 由于外部只提供+5V直流電源，而ADSP21160要求+3.3V的接口電源及2.5V的內核電源，故系統內部器件也相應的盡量選擇+3.3V器件，故系統需要一個DC/DC轉換芯片將+5V電源轉換成+2.5V及+3.3V的電源輸出。

　　系統的各功能模塊設計

　　1.電源模塊設計

　　在系統的設計中，由于ADSP21160的外部接口電源是+3.3V，故為了簡化電路及提高電路板的性能，在其他器件的選擇上，也盡量選擇了+3.3V器件。少數難以找到+3.3V電源的器件，在不影響接口及功能的情況下，選擇了+5V器件。另外ADSP21160還要求+2.5V的內核電源及+2.5V的模擬電源(供ADSP21160的內部鎖相環使用)。而外部給系統提供的是+5V的電源。綜合以上要求考慮，系統需要一個DC/DC轉換模塊，輸出+3.3V及+2.5V電壓，并將+2.5V電源分成數字及模擬兩路。

　　ADSP21160要求內核電源供電早于外部口供電，否則可能導致DSP啟動異常或程序無法加載。故在電源設計中考慮到這個問題，決定使用DC/DC的+2.5V輸出端經過延時電路接到+3.3V輸出使能端，很好的解決了這個問題。

　　綜合系統對電壓和電流的具體要求，本硬件系統選擇了TI 公司的TPS767D301作為DC/DC轉換芯片。其輸入為+5V電壓，輸出一路+3.3V電壓及一路+1.8V或+2.5V可調電壓，電流最大輸出為1A。

　　2.DSP主模塊設計

　　時鐘驅動：ADSP21160需要外部時鐘驅動，故外接時鐘是必不可少的。其內部特有的鎖相環設置可以將內部的運算頻率倍頻至外部時鐘頻率的2、3或4倍，最高的核時鐘頻率為80MHz。這樣，就可以在外部頻率(數據傳輸頻率)較低的情況下，實現內核處理器的高速運行。