基于dspbios的omapl138轨道信号分析软件平台的研究

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1、岁臻交硕士学位论文基于DSP／BIOS的0MAPLl38轨道信号分析软件平台的研究ResearchofTrackSignalAnalysisSoftwarePlatformUsedOMAPLl38BasedonDSP／BIoS作者：张陈玉导师：杜普选北京交通大学2014年3月学位论文版权使用授权书渊本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解

2、密后适用本授权说明)学位论文作者签名：旅陈圣、签字同期：2D件年3月毋制导师签名：血豸＆签字同期：2。瞄年乡月≯}日中图分类号：学校代码：10004UDC：密级：公开北京交通大学硕士学位论文基于DSP／B10S的0MAPLl38轨道信号分析软件平台的研究ResearchofTrackSignalAnalysisSoftwarePlatformUsedOMAPLl38BasedOnDSP／BIOS作者姓名：张陈玉导师姓名：杜普选学位类别：工学学号：11120020JJ·J职称：副教授学位级别：硕士学科专业：电路与系统研究方向：DSP技术及其应用北京交通大学201

3、4年3月致谢本论文的工作是在我的导师杜普选老师的悉心指导下完成的，杜普选老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年多来杜普选老师对我的关心和指导。杜老师悉心指导我完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我极大的关心和帮助，使我在两年多的时间不仅学习到了理论知识，更学到了许多为人处世的道理。杜老师严谨的治学态度、豁达的人生观将不断激励我在今后的人生道路上不断前进。在此向杜普选老师表示衷心的谢意。杜老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此也表示衷心的感谢。在我就读研究生期间，闻跃老师、养雪琴老师、赵翔老师、赵文

4、山老师、余晶晶老师也都给予了我悉心的指导和无微不至的关怀，经常不厌其烦的为我解答问题。在此，我向他们表示诚挚的感谢和敬意!在实验室工作及撰写论文期间，刘威、杨菲菲、侯鹏、李莎、杨金红、张会平、吴玉丹等同学对我论文中OMAPLl38实验系统的开发工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。感谢我的父母和家人，他们抚育我长大，在远方默默关注我的成长，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。jE立变通太堂亟±堂焦途塞主塞撞蔓中文摘要中又摘要摘要：目前车载铁路信号处理设备，采用TI公司的浮点DSP(DigitalSignalProcessor，DSP)TM

5、S320VC33作为主处理器，但是该处理器60MIPS(MillionInstructionPerSecond，MIPS)的处理能力越来越不适应目前铁路高速、可靠、稳定的要求，并且TI公司已经不再推荐使用该芯片，VC33面临着被淘汰的危险。由于列车的不断提速，对铁路车载设备的要求越来越高，同时要求铁路信号的解调越来越可靠、实时、精确。随着数字信号处理技术的发展和高性能处理器的日趋成熟，针对轨道信号检测的研究纷纷摒弃了传统的时域分析法，产生了很多种算法，频谱分析法、短时傅里叶变换、小波分析法、希尔伯特一黄变换算法等等，但由于VC33内部资源和运算速度的限制，有些

6、算法并未广泛投入使用，而且传统的DSP应用软件丌发，完全由用户程序控制DSP，对L丌发者来说门槛高且软件开发周期长，系统可靠性差。基于实时多任务操作系统(RealTimeOperationSystem，RTOS)的软件设计，可大大减小程序编写的工作量和出错的可能，是目前嵌入式应用领域的一个发展倾向。因此选择新型浮点DSP，使用实时操作系统，并且在此系统的基础上建立轨道信号丌发平台，具有很大的现实意义。针对以上问题，本文结合近几年研究的成果，从r三方面研究上述问题。(1)在硬件系统方面，本文通过比较市面卜．几款应用广泛、工业级的浮点DSP的性能，选定了运行速度较

7、快且支持实时操作系统的新型浮点DSPOMAPLl38芯片。该芯片是双核处理器，内置DSP核和ARM核，正好可以代替目前车载系统中分离的DSP和ARM组合，从而可以大大提高系统的可靠性；(2)在解调算法方面，由于OMAPLl38未曾实际应用到轨道信号处理中，作为换代CPU芯片，应该确保其可靠和稳定，故采用目前铁路上使用广泛的频谱识别的方法解调移频轨道信号，并且在L138系统上实现。(3)在软件结构设计方面，以嵌入式实时操作系统DSP／BIOS为平台，使用其可视化配置工具和种类丰富的API函数，采用c语言和汇编语言混合编程的方式，将信号的采集、处理以及显示以软硬件

8、中断和任务线程的模式交由DSP／BIO