基于多处理器的数字电路系统设计和实现

论文摘要

伴随着嵌入式技术的发展,数字信号处理器(DSP)在通讯、计算机等中得到了广泛的应用。但由于现代雷达、声纳信号处理运算量大,实时性强,所以用单片DSP处理器已经很难满足系统的要求。因此,采用多片DSP构成并行处理系统来实现实时数字信号处理变得越来越重要。本文简要概括了数字信号处理的理论基础和基本结构,并针对接收机系统的数字化处理,提出了基于多DSP并行处理的系统设计思想。利用网络技术,采用多个处理器芯片,设计了一个基于数字电路系统的硬件平台。该系统采用了两片DSP并行工作；通过FPGA实现A/D转换的自动控制和采集；并运用FIFO实现DSP和ARM间的通讯；在此基础上,对各部分电路的关键设计作出了分析和研究,并运用相应的测试方法验证方案的正确性。本文所采用的思想和设计的方法,具有一定的通用性,对与多处理器相关的应用都有一定的借鉴意义。测试结果表明,在用数字电路系统将接收机数字化后,其采集的精确度和准确度都得到了进一步的提高。多处理系统设计是一门综合性很强的应用领域,涉及到系统结构、网络拓扑、并行算法、以及实时操作系统等多个方面,在本文中只对三片处理器的并行工作进行了研究；因此,以后本文还需在多处理器网络构架方面、多处理器间通讯方面和多处理器并行工作方面做进一步的研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 DSP技术展望
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 数字电路系统相关技术
• 2.1 DSP应用技术
• 2.1.1 DSP芯片的基本结构
• 2.1.2 DSP系统的特点
• 2.2 FPGA技术
• 2.3 嵌入式技术
• 2.3.1 嵌入式系统的概念
• 2.3.2 嵌入式系统的特点
• 2.3.3 嵌入式系统的应用
• 2.4 小结
• 第三章 数字电路系统总体设计
• 3.1 接收机系统平台设计
• 3.2 数字电路系统平台设计
• 3.3 信号采集系统设计
• 3.4 系统电磁兼容设计
• 3.4.1 电路滤波设计
• 3.4.2 电源抗干扰设计
• 3.4.3 布局布线设计
• 3.5 小结
• 第四章 数字电路系统硬件设计和实现
• 4.1 数字电路系统的组成
• 4.2 DSP模块电路设计
• 4.2.1 ADSP-TS101的特性
• 4.2.2 DSP模块的设计与实现
• 4.3 系统时钟模块的设计
• 4.4 以太网智能通讯模块设计
• 4.4.1 组成
• 4.4.2 工作原理
• 4.4.3 软件结构
• 4.4.4 ARM处理器特性
• 4.5 AD采集模块设计
• 4.5.1 器件特性
• 4.5.2 AD工作过程
• 4.6 DA模块设计
• 4.6.1 器件特性
• 4.6.2 DA模块工作过程
• 4.7 开关量输入和输出模块设计
• 4.7.1 开关量输出模块设计
• 4.7.2 开关量输入模块设计
• 4.8 小结
• 第五章 数字电路系统FPGA设计和实现
• 5.1 FPGA概述
• 5.2 FPGA配置电路
• 5.2.1 Xilinx FPGA芯片配置过程
• 5.2.2 Xilinx FPGA配置电路分类
• 5.2.3 主模式配置电路
• 5.3 ISE开发环境
• 5.3.1 ISE简介
• 5.3.2 iMPACT综述
• 5.4 FPGA模块设计
• 5.4.1 译码功能模块
• 5.4.2 复位功能模块
• 5.4.3 开关量输入和输出模块设计
• 5.4.4 数模转换和数模转换模块设计
• 5.4.5 异步通讯模块设计
• 5.5 小结
• 第六章 数字电路系统的检测
• 6.1 VISUALDSP++简介
• 6.2 数字电路系统检测软件设计
• 6.2.1 检测软件的组成
• 6.2.2 测试软件
• 6.2.3 回放软件
• 6.3 小结
• 第七章 结束语
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献