DSP主控板硬件设计

DSP主控板硬件设计

1 课题来源及钻研的目的和意义

产品研制、出产、使用过程中，先进的检测技术和检修装备是检测产品机能参数及缩短研制时间的有益保障。因而测试装备是全部产品生命周期内不可或缺的症结部份。依据被测对象需要丈量的参数和功能，测试装备在主节制器的节制下完成对产品的测试，可以提高产品的测试效力和测试结果的准确性。纵观测试装备的发展历程可以发现，测试装备均由一个节制器加之外围电路并辅以必定的通信方式组成，节制器是全部测试装备“神经中枢”，节制外围模块的运行。目前能作为主节制器使用的有单片机、嵌入式微处理器和DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）等。前两者尽管在某些领域也得到很大的发展，但因为设计的起点不同，抉择了其本身的局限性，即不能用于高速数字信号运算，而这偏偏是DSP的优势所在[1]。在测试装备领域，难免要进行大量数字信号的处理，因而在选择主节制器时应有选择性的选用DSP而不是单片机或嵌入式处理器[2]。

在测控台中扮演另外一首要角色确当数FPGA。FPGA（Field Programmable Gate Array）是现场可编程门阵列的简称，是可编程逻辑器件（PLD）问世以来的第四代产品。自八十年代中期出生以来，因为其速度快、集成度高及用户定义逻辑功能而备受泛博电子工程师的青睐。用户可以利用散布在CLB周围的可编程互连资源以串连、并联或混合方式把相应的CLB连接起来，实现更繁杂的逻辑功能。因为FPGA的现场可编程性及高密度性，所以电路设计的大部份工作都是在计算机上完成，使得产品的开发周期缩短，风险投资减小。而且FPGA 的功能完整由用户设计的配置程序所抉择，在不扭转其外部接口的情况下可以很利便地扭转其电路的逻辑功能。

基于以上分析，并且考虑到测试装备的通用性及可扩大性，选用DSP 和FPGA组合设计出最小系统板（并预留I/O接口及功能接口用于系统扩大），以此作为测试装备的节制器势必大大缩短测试装备的研制周期，所以该课题拥有较高的利用价值和实际意义。

2 国内外在该方向的钻研现状及分析

2.1 DSP+FPGA系统特色综述

跟着数字信号处理器(DSP)和现场可编程门列阵器件（FPGA）的发展，采取DSP+FPGA的硬件系统显示出其优越性，整越来越得到人们的注重。通用的DSP优点是通过编程可以利用到广泛的产品中，并且主流的DSP产品已可以知足许多请求。然而传统的DSP采取冯—诺依曼（Von Neumann）结构或某种类型扩大。此结构本质上是串行的，因而遇到需处理的数据量大，然而对运算结构相对于对比简单的底层信号处理算法来讲显不出优点，合适采取FPGA硬件实现[3,4]。这样，采取DSP+FPGA的数字硬件系统就可以把两者优点结合一块儿，统筹速度和灵便性既知足底层信号处理请求，又知足高层信号处理请求。

DSP+FPGA系统最大优点是结构灵便，有较强的通用性，合适于模块化设计，从而能够提高算法效力；同时其开发周期较短，系统易于保护和扩大，合适实时信号处理。

2.2 国外在该领域的发展状态

简略国外DSP+FPGA技术发展的现状，国外的信息处理装备一直维持着快速的发展势头。欧美等科技大国维持着国际领先的地位，并且他们良多已发展到至关大的范围，竞争也愈发剧烈，咱们从国际知名DSP 技术公司发布的产品中就可以了解到当今世界先进的数字信号处理系统的情况[5]。

以Pentek公司一款处理板4293为例，使用8片TI公司300MHZ的TMS320C6203芯片，拥有19200MIPS的处理能力，同时集成了8片

32MB的SDRAM，数据吞吐600MB/S。该公司的另外一款处理板4294集

成了4片Motorola的MPC7410PowerPC处理器，工作频率

400/500MHZ，两级缓存25K*64bit，最高拥有16MB的SDRAM。

DSP+FPGA利用产品获得成功的一个标志就是进入商业化，在以往的20年中，这一过程不断的重复进行，而且周期在不断的缩短，在数字信息时代，更多的新技术和新产品需要快速的推上市场，因而，

DSP+FPGA的产业化过程还在加速进行。

2.3 国内在该领域的发展现状

目前，国外众多厂商涉足我国DSP+FPGA产品市场，我国的DSP+FPGA 利用已有了至关的基础，从利用范围来讲，该组合的市场前景很好。DSP+FPGA不单单成为手机、个人数字助理的快速增长产品中的症结元件，而且它正在向数码相机等其他领域挺近。

跟着DSP和FPGA芯片的品种和技术档次不断提高和向多功能化、高机能化、低功耗化方向发展，DSP+FPGA这一硬件系统正日益进入咱们的糊口，在未来至关长的一段时间，我国该硬件系统的市场将蓬勃发展，今后几年市场的销售额仍将维持40%以上的增长率，拥有优良的市场前景[6]。

尽管我国的DSP+FPGA技术获得了必定的成就，然而与发达国家相比仍有差距。所以说我国的DSP+FPGA技术的发展道路还很漫长，在发展过程中需要做到注重通用性、加强综合性、采取新技术、坚持自主立异。