单片机与单片机与DSP中的分层结构高速数字信号处理系统的设计与应中的分层结构高速数字信号处理系统的设计与应
用用
摘要:介绍了一种具有分层结构的高速数字信号处理嵌入式系统,该系统中的不同层次完成了具有不同实时性
要求与复杂程度的任务。详术了基于TMS320VC33的嵌入式系统的实现过程及关键技术,最后给出了几个典型
的应用实例。 关键词:数字信号处理(DSP) 嵌入式系统 分层结构 目前,DSP应用系统的研发一般都需要
昂贵的专扇开发系统,而且大多是功能与用途特殊的产品且批量小,其成本主要花在长时间研发上。对于民
品,时间就是市场占有率和金钱;对于军品,时间就是战斗力和生命。分层结构高速数字信号处理嵌入式系统
的硬件和软件都在很大程度上具有通用性,极大地降低了这一类产品的研发难度与研发周期。 1 系
摘要:摘要:介绍了一种具有分层结构的高速数字信号处理嵌入式系统,该系统中的不同层次完成了具有不同实时性要求与复杂程度
的任务。详术了基于TMS320VC33的嵌入式系统的实现过程及关键技术,最后给出了几个典型的应用实例。
关键词:关键词:数字信号处理(DSP) 嵌入式系统 分层结构
目前,DSP应用系统的研发一般都需要昂贵的专扇开发系统,而且大多是功能与用途特殊的产品且批量小,其成本主要花
在长时间研发上。对于民品,时间就是市场占有率和金钱;对于军品,时间就是战斗力和生命。分层结构高速数字信号处理嵌
入式系统的硬件和软件都在很大程度上具有通用性,极大地降低了这一类产品的研发难度与研发周期。
1 系统组成系统组成
1.1 设计思路
一个工业测控仪表产品首先需要友好的人机界面、实时的数据采集与控制及准实时的高速数字信号处理。DSP专用芯片虽
然具有强大的数字信号处理功能,但若用于人机界面设计将事倍功半,若用于强实时控制则极易被一个简单任务耗尽资源。因
此,系统的最佳设计方案是:采用体积小、结构紧凑可靠的PCI04工控机实现人机界面,以高速DSP芯片进行准实时数字信号
处理,而强实时信号处理任务由复杂可编程逻辑器件(CPLD)和专用芯片(ASIC)完成。
1.2 分层式的系统结构
根据以上思路,系统宜采用分层式结构,如图1所示。其中,自定义系统总线(类似于GPIB总线)及接口模块实现主机(层次
一)对多个信号处理模块(层次二、三)的监控,基于16位ISA并行接口的设计细节参见参考文献[2]。对于监控主机,在通过了调
试阶段后,可以用单片机替代之以进一步减小体积重量,降低成本。在信号处理器模块中,DSP芯片及其RAM与EPROM组成
的最小系统构成第二层次,其硬件/软件都具有通用性。真正与具体产品特定功能有关的是第三层次,它是由CPLD、ASIC芯
片或级联工作的从处理器构成的应用硬件模块。随着软件无线电技术与器件的发展,非通用性功能越来越趋向.于用软件实
现,而应用硬件模块则主要是高速CPLD、偏速模/数转换器及数/模转换器。因此第三层次也具有一定的通用性。
1.3 系统的特点
系统结构分层次后变得比较灵活,便于扩展。对于多通道并行数据处理,如材料分选,可采用多个信号处理器并联结构;