车载实时控制模块设计与实现

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1、第40卷第2期2010年3月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．40No．2Ma!r．2010车载实时控制模块设计与实现吴超(中国航空计算技术研究所，陕西西安710068)摘要：随着丰载任务系统综合化的不断提高，对实时控制模块要求控制处理的内容也越来越多，不仅需要控制许多端口，还要进行算法的解算。介绍了一种高性能的实时控制模块的设计方案，方案包括了车载实时控制模块的系统结构、硬件设计及其软件配置。在硬件设计中详细描述了各个功能模块实现的方法。该系统基于美国模拟器件公司最先进的TigerShark201DSP处理器，该模块支持PCI、CPCI总

2、线、A／D转换、数据存储等功能。关键词：车栽任务系统；实时控制模块中图分类号：TP273．5文献标识码：A文章编号：1671．654X(2010)02．0122．051实时控制模块系统结构设计车载实时控制模块(RCM)主要用于实现火炮运动控制的炮控系统闭环运算、火力控制计算、炮长瞄准镜控制计算。硬件主要由DSP、桥接芯片、存储器、AD转换芯片、PMC接口与CPCI接13组成。RCM模块采用两块DSP芯片，以紧密耦合的方式负责对模块内的PCI接口、PCI—PCI桥接器、存储器等进行访问并负责中断处理。模块通过PMC接口实现性能、功能扩展。RCM模块系统结构如图l所示]DSPI引DSP2]

3、掣哗糕⋯⋯⋯～号⋯⋯⋯⋯一筘⋯⋯⋯⋯。母⋯⋯⋯⋯⋯’PCIlPCI2PCIl33MHz／32bh图1实时控制模块系统结构图RS422RS2322DSP处理器选择实时控制模块的DSP处理器选用AnalogDevice公司的ADSP．，I&0l处理器。ADSP．TS201处理器是一款高性能的静态超标量处理器，使得DSP每个周期能够执行多达4条指令，24个16位定点运算和6个浮点运算，其最高内部工作频率可达600MHz。ADSP—TS201S芯片内部具有的高性能运算功能单元，能够满足信号处理领域中定点／浮点处理、向量／矩阵运算、FIR滤、波／相影卷积、FFTr和IF订等处理要求。ADSP—T

4、S201S功能如图2所示。ADSP-TS201S的主要性能：1)高达600MHz运行速度，1．67n8指令周期；2)24Mbit片内DRAM；3)双运算块，每个计算块包含1个ALU，1个乘法器，1个移位器，1个寄存器组和1个通信逻辑运算单元(CLU)；4)双整数ALU，提供数据寻址和指针操作功能；5)集成I／O接口，包括14通道的DMA控制器，外部端口，4个链路口，SDRAM控制器，可编程标志引脚，2个定时器输出引脚等用于系统连接；6)25mm×25mm(576-Ball)PGBA封装；7)IEEEll49．1兼容的JTAG端口用于在线仿真。3RCM模块基本硬件组成RCM模块硬件主要包

5、括信号处理器ADSP—TS201S电路、存储器电路、串行接口控制器电路、离散量输Ⅳ输出接口电路、PCI桥接器电路、AD转换电路、CPCI总线接口电路、时钟电路和电源变换电路。收稿日期：2009—08—20作者简介：吴超(1982一)，男，河南巩义人，硕士研究生，研究方向为计算机高性能数字信号处理。2010年3月吴超：车载实时控制模块设计与实现PROGRAMSF

6、oL：EI、CERDATAADDRESSGENEF乙、110N陬蕊怪剖砺翮32x324MBI偈IN’rERNALMEMORYSOCM●：MOR't’BfD(：KSf￡垒垒垦￡垒堡丝堡)4xCRO蝌B．、RCONNECTK—BUS

7、ADDR32K—BL．SDATAI—BUSDATATIGERC川S---BUSADDR4S—BUSDATAlU{脒撩惩COMPU’FA711UNALRIIX：KS图2ADSP—TS201S功能框图4RCM硬件设计实时控制模块总线分为三类分别为：DSP局部总线、PCI总线、CPCI总线具备明确的多层次结构。在DSP局部总线上的资源有SDRAM、SRAM、FLASH、CPLD、AD、串行接口、离散量输入输出；PCI总线上的资源有PMC接口、PCI桥接器、PCI—PCI桥接器；CPCI总线上的资源有PCI—PCI桥接器、CPCI接口。4．1DSP电路与其外围电路设计模块采用两块ADSP．TS

8、201处理器紧密耦合共享外部总线资源并通过Link接口实现两个DSP之间的通讯。每片DSP工作频率可达600MHz。模块上的DSPA是主处理器，负责整个模块的配置管理。DSPB是从处理器，主要负责对算法的解算。模块中，DSPA与DSPB的外部局部总线外接256MB的SDARAM存储器用于程序及数据的存储。DSPA与DSPB的外部局部总线经过隔离／驱动连接到SRAM、FLASH、AD转换芯片、串口协议芯片、离散量输入输出以及PCI桥片。SRAM用