一种基于VxWorks技术的通用信号处理平台设计
系统中8片DSP分为两组,组1由DSP0、DSP1、DSP2、DSP3构成,组2由DSP4、DSP5、DSP6、DSP7组成。只有DSP0可以通过局部总线接口与VME总线相连。它作为总线至板内的唯一通路,配备有大容量DRAM。DSP4作为第二组的主节点,也配有大容量DRAM。
2.1 数据传输方式
SHARC级DSP处理器具有多种数据通信接口,如LINK口、串口以及JTAG口等,设计时可依照信息传输目的灵活应用。
在通用信号处理板设计中,LINK口是板内和板外的主要数据传输通路,精心设计LINK口的拓扑结构对提高板内甚至系统的并行性有着重要意义。超立方体结构以多维形式极大地增强了网络通信能力[2]。该结构的优点是网络全对称,在节点连接、通信路径长度、算法的嵌入、与其他连接形式的兼容之间提供了很好的平衡。在两组DSP中,组内DSP两两互连,组间相对应的DSP两两相连。每个DSP有电感器生产电感厂家6个LINK口,其中4个进行板内互连,一个通过前面板与相邻板相连,一个通过背板与相邻板相连。
DSP处理器有两个串口可用于处理器之间、处理器与外设之间的通信,通常使用点对点方式或TDMA方式。在通用信电感器生产厂家号处理板上,每个处理器分配一个串口至前面板,另一个连接至背板。这样的连接结构是为了增加互连的灵活性,通过前面板或背板可进行板与板或板内处理器之间的串口连接。
JTAG口主要提供硬件仿真器调试通路。在板内通过跳线,可控制调试处理器的数量。此外,在通用信号处理板上还通过FPDP子板与前级板连接,从而实现与前级板的高速数据通信,并可组成大型信号处理平台。
2.2 VME总线接口
处理板的VME总线接口包括两部分:用于DSP局部总线与VME总线信号调理的协调模块和VME桥接模块。协调模块基于CPLD设计,主要完成DSP局部总线的控制,它由局部总线仲裁、双向地址空间映射、读写时序控制、数据宽度控制、自动基地址控制、块传输模式地址计数器、内部中断管理、测试接口等部分组成;桥接模块主要由VME桥接专用芯片Tundra SCV64及其外围电路构成[3]。SCV64可提供主/从接口,符合VME64标准。在系统初始化时,DSP0首先对SCV64进行配置,包括传输模式控制、基地址配置、VME总线中断处理器设置、块传输控制、内部定时器设置等,信号处理板可通过VME总线进行通信。
2.3 时钟驱动
在通用信号处理板中时钟共有三种:DSP时钟、DRAM时钟、SCV64时钟。其中DSP时钟频率为40MHz,两组DSP时钟可以有两组时钟驱动器且时钟可以不同步;DRAM时钟用来控制DRAM内部的状态机,其选用的时钟频率也为40MHz,且不需要与DSP时钟同步;SCV64需要大于32MHz的时钟才能可靠工作,同时需要与DSP时钟同步,在通用信号处理板中选用的SCV64时钟频率是40MHz。
2.4 信号处理板启动过程
单板启动时,DSP0首先通过EPROM方式启动,然后由DSP0再对其余DSP进行启动。在对板内其余DSP启动时采用LINK口菊花链方式, 首先采用一点对多点方式启动,即启动第一组内另三个DSP和邻组对应的DSP(即第二组的主节点DSP4);然后由DSP4采用一点对多点的方式启动第二组内的其余DSP。
2.5 板内软件开发
通用信号处理板软件开发主要涉及三部分内容:板级启动程序、基于VxWorks的系统驱动程序以及DSP网络开发环境。板级启动程序是指在信号处理板启动时,DSP0对其余DSP的启动操作程序、DSP0对SCV64和CPLD的初始化操作程序以及板内自检程序等。系统驱动程序主要完成VME 桥接芯片的配置、对信号处理板的监测、总线资源的独占、板内资源的读写、对各个中断源的响应和处理、块传输模式控制以及与应用程序的接口等。DSP网络开发环境有两种:一种是基于硬件方式,单板调试8片DSP或多板调试相连的DSP;另一种是基于软件方式,通常采用Spectrum 公司的APEX软件。
3 系统开发平台与VxWorks的应用
在通用信号处理平台中采用嵌入式实时操作系统VxW电感电压orks来完成实时、多任务工作。通常使用的VxWorks开发环境是WindRiver公司提供的Tornado[4]。Tornado体系结构使得许多强有力的开发工具可以用于各种目标机系统和各种主机—目标机绕行电感的连接方式,而不受制于目标机的资源和通信机制。主机与目标机间的通信通过运行各自处理器上的代理进程完成。为了摆脱主机—目标机通信带宽和目标机资源的限制,Tornado将传统的目标机方的工具迁移到主机上。这样系统不再需要额外的时间和带宽在主机和目标机之间交换信息,降低了对连接带宽的需求,也避免了目标机资源(如内存)被工具或符号表大量占用,使得应用程序拥有更多的系统资源。 平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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