基于tms320c6201的多通道信号处理平台

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1、基于TMS320C6201的多通道信号处理平台

2、第1...lunouseg(this)">它包括输入／输出接口、并行的Ｃ６２０１芯片组、ＳＤＲＡＭ、ＰＣＩ总线控制和主机等五部分，每一片Ｃ６２０１可看作一个多通道处理子系统。输入／输出接口负责多路数据的Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ，并且有一定的复用和解复用能力；Ｃ６２０１用于信号处理和数据的接收／发送（至输入／输出接口）；ＳＤＲＡＭ存放接收／输出的数据和通道上下文相关数据；ＰＣＩ总线控制主机与Ｃ６２０１芯片组的通信；主机负责获取处理后的数据以及发送其本身采集的数据。当处理程序目标代码小时，可选用Ｂｏｏｔ方式

3、将程序全部装入片内；而当代码太长时，可选用ｃａｃｈｅ模式，将片内程序空间设为ｃａｃｈｅ，程序放在片外的ＳＤＲＡＭ或其它外设中。运行时程序根据ＣＰＵ需要部分装入。在使用ｃａｃｈｅ工作方式时，ＣＰＵ的工作效率约为９０％。输入的数据先经解复用，然后分别发给Ｃ６２０１。Ｃ６２０１通过ＤＭＡ通道自动接收数据，并且将数据存放在ＳＤＲＡＭ中。在接收的同时ＤＭＡ也将数据输出到输入／输出接口。当一帧数据接收完毕，外部缓存ＤＭＡ产生一个中断信号，通知Ｃ６２０１、Ｃ６２０１在接收到中断信号后，更新其设置，即切换输入数据的目标地址和输出数据的源地址。与此同时，Ｃ６

4、２０１也启动信号处理模块，对接收的数据通道逐个地进行处理。当然，在处理前需将该通道上下文相关数据从片外ＳＤＲＡＭ搬移进片内，处理完后再将其搬移出去。在处理当前通道时，ＤＭＡ还将同时将下一通道的上下文相关数据搬移进来。如此循环，直至所有通道都处理完毕。ＳＤＲＡＭ存放接收和发送数据至少需要分配两个段，一个段用于当前外部缓存ＤＭＡ使用，一个段用于内部搬移ＤＭＡ使用。主机通过ＰＣＩ总线对Ｃ６２０１芯片组的ＨＰＩ进行访问，其访问方式设为ＤＭＡ方式。之所以采用ＰＣＩ总线是为了保证高速的数据传输。作为ＰＣＩ总线和ＨＰＩ桥梁的总线控制器可以有很多选择，以Ｓ

5、５９３３为例，由于Ｓ５９３３与串行ＥＥＰＲＯＭ可无缝连接，所以其初始化可在上电时由ＥＥＰＲＯＭ自动载入。它有五个基址寄存器，它们可分别服务于ＰＣＩ控制器的寄存器、ＪＴＡＧ测试总线控制器、平台的控制和状态寄存器以及Ｃ６２０１的ＨＰＩ。ＰＣＩ总线上的数据可通过Ｓ５９３３的ｍａｉｌｂｏｘ寄存器、ＦＩＦＯ或直通数据通道等多种方式灵活地与平台实现数据的交换，为基于主机的调试提供了良好的硬件基础。通过对整个系统的工作原理的描述中可以看出，在信号处理算法的运算速度得到保证后，整个系统的瓶颈将是Ｃ６２０１的ＤＭＡ资源。在硬件开销允许的情况下，使用快速的外设

6、会提高系统的性能。３平台的软件设计根据上面介绍的硬件结构，可以根据不同的需要设计相应的系统软件，以下仅介绍一种可靠性较高的软件结构。鉴于ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１的高速运算能力，所以在每块芯片内部均采用线性结构，依照某种顺序依次处理各通道的信号。芯片内部的数据ＲＡＭ分割出两块空间当作处理信号缓存，即用作ｐｉｎｇ－ｐｏｎｇ缓存，一块用作当前处理，一块用于后台数据搬移。处理后的数据可视占用ＲＡＭ的大小，适当地安排在片内或片外，便于ＨＰＩ访问。整个软件采用中断同步式控制，利用输入信号所产生的中断来触发信号处理模块的运行，中断信号可以是一帧信号的结束（

7、或开始）。其结构如图２，500)this.style.ouseg(this)">系统在进行完初始化后，立即进入同步信号等待。当检测到中断信号后，表明一帧信号接收的结束，首先关闭中断，随后进行外部存储的ＤＭＡ通道设置的更新，切换输入信号的缓存。然后，检测控制内部数据搬进的ＤＭＡ状态，如果搬移完成，更新ＤＭＡ设置，即切换处理信号的ｐｉｎｇ－ｐｏｎｇ缓存，通知存储器接口控制单元开始搬移下一路信号的数据。如果当前处理的是最后一个通道，则内部数据搬进ＤＭＡ设置为下一帧第一通道。接着进行信号处理模块，在当前通道信号处理完成后，首先设置内部数据搬出ＤＭＡ

8、，将当前通道的上下文相关数据搬移到外部存储器中保存，然后再检测是否所有通道处理结束。若没有，则跳回内部数据ＤＭＡ状态检测；若结束，则进行系统状态的更新。系统状态更新完成后，打开中断，进入中断信号等待。这样的结构看来不够灵活，而且仅用到了一个中断资源，似乎是大材小用了，为什么不增加ＤＳＰ对外界的响应且一直打开中断呢？实际上这是有一定道理的。之所以将ＨＰＩ的访问方式设置为ＤＭＡ方式，而只使用一个外部中断。完全是为了让ＤＳＰ将主要时间花在信号处理上，且尽可能地减少ＤＳＰ被频繁的数据输入输出打断。其原因有四点：第一，为加快信号处理算法的速度，尽可能

9、地对循环进行流水线规划，ＣＰＵ运行至下次时，由于跳转指令的频繁出现，根本无法相应中断；当循环次数较大时，无法保证中断的及时响应。第二，如果将循环改为可中断式的，势必造成寄存器资源