DSP和FPGA处理器的上电控制电路及方法与流程
基于EMIF接口的DSP控制系统设计
基于EMIF接口的DSP控制系统设计摘要：提出一种DSP 通过EMIF 接口控制复杂系统的方案。
通过将DSP 芯片连接多片FPGA，并利用FPGA 与各种外部芯片连接，使得DSP 通过EMIF 接口就能控制各种芯片，实现复杂系统的控制。
这样节省DSP 的引脚资源，使DSP 的运算功能得以更充分的发挥。
1 引言随着信息技术的发展，数字信号处理技术成为数字化社会最重要的技术之一。
由于数字信号处理器（DSP）速度快，稳定性高，功耗小，近些年来在通信、图像处理、自动控制等领域中得到了广泛的应用。
其中，美国德州仪器公司（TI）的TMS320 系列DSP 占据了世界DSP 市场的主要份额，TI 也因此成为了世界上最大的DSP 制造商。
本系统采用了TMS320C6722 浮点型DSP芯片。
EMIF接口（External Memory Interface）是TMS320 系列DSP上具有的一种高速接口，其设计初衷是实现DSP 与不同类型的外部扩展存储器（如SDRAM，FLASH 等）之间的高速连接。
在当前的一些应用中，为了更充分的应用DSP的运算能力，扩展其引脚资源，工程师们常用EMIF接口连接FPGA，再通过FPGA与多种外部设备相连。
这样，FPGA 成为了一个中转站，各种数字芯片的数据都可以通过FPGA传输至DSP.对于更加复杂的系统，当一块FPGA 芯片的引脚资源都被用尽时，可以在DSP 的EMIF接口上连接多块FPGA芯片，再将功能各异的芯片连接至FPGA.这样，DSP 芯片仅通过EMIF 接口就能实现对复杂系统的控制。
2 基于EMIF 接口的DSP+FPGA 系统实现2.1 系统架构图1 是本人所使用的系统，DSP芯片通过EMIF接口连接了2 片FPGA，其中EP2C8F256I8 主要负责DSP核心处理所需数据的交换，连接了FLASH 芯片，SDRAM芯片，A/D 芯片。
另一块FPGA 芯片EP2C8F144I8 负责与外部通信，连接了USB 接口芯片，I2C通信。
基于DSP+FPGA的断路器同步关合控制平台的研制
工： 制 业控
文 章 编 号 ：６ １ ４ ９ （ ０ ６ １ １ ７ ５ ８ ２ ０ ）２—１２ 一ｏ ６９ ３
Ｃ ｐ测Ｍ ｓｅ２＆Ｃ１ 计 机ｒ 与ｕ ． ０ １ ｔ ｏ ｕ ｅ ｒｅ ６ ｍ ｅ 控ｍ ０ ４ ２ 算 ｔ量ａ制 ｎ ．ｏｒ ｔ （ｏ ｎ） ｌ
投入 电 力 系 统 的 一 种 智 能控 制 技 术 。同 步 关 合 技 术 可 以 减 低 合
闸操 作 暂 态 过 程 中 的过 电流 和过 电压 ．从 而 可 以 提 高 电 力设 备 的寿 命 和 系统 的稳 定 性 。 同 步 关 合 过 程 如 图 １所 示 。
念 。断路器是电力系统终端设备之一 ，其智能化 的水平对 电力
系 统 的 稳 定 和 自动 化 程 度 将 产 生 深 远 的影 响 。断 路 器 的 同步 操 作是电器智能化的前沿课题 。
目前 ，系统中的断路器在关合 电力设备 的瞬时 ，系统电压 的初相角通常都是随机 的和不确定 的 ，因此会 产生过电压 。例 如 ，在关 合空载变压器 、电容器和空载线路时 ，常常产 生幅值 很高的涌流和过电压 。这样不仅对系统 中的设 备不利 ，还可能
元，用 Ｖ Ｄ Ｈ Ｉ语言实现执行史 路的设计 ，该方案提高了系统运行 的可靠性 并且利 于系统 功能扩展 ，并已在 实验室调试通过 。
关 键 词 ：同 步 ；Ｔ Ｓ ２ Ｆ ８ ２ Ｉ Ｍ ３ ０ ２ １ ；Ｆ’ ＧＡ；ｇ Ｏ Ｃ／ Ｓ－Ｉ Ｉ
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｙ ｃ ｒ ｎｚ ｔｏ ｎ ｒ ｌ ｒｆ ｒＢｒ ａ ｅ ｓ ｄｏ Ｐ ＋ Ｆ ＧＡ ｓｇ ｆＳ ｎ ｈ ｏ ｉａｉｎ Ｃｏ ｔｏｌ ｏ ｅ ｋ ｒＢａ ｅ ｎ ＤＳ ｅ Ｐ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ；Ｔｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔｏ ｏ ｔ ｏｌｒｏ ｒ ａ ｅ ａ ｅ ｉ ａ ｈ ｇ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅＤＳ ｆ ｅｄ ｓ ｆｓ ｎ ｈ ｏ ｉａ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｆｂ ｅ ｋ ｒｂ ｓ ｄ Ｏｌ ｉ ｈ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ Ｐ ｏ ｇ ｅ ＴＭ Ｓ ０ ８１ ｎ ｉ ｌ ｒ ｇ ａ ｍａ ｌ ａ ｅ ３２ Ｆ２ ａ ｄ ａｆ ｄ ｐ ｏ ｒ ｍ ２ ｅ ｂ ｅｇ ｔ ａ ｒ ｙ ｏ ＥＸ ｒａ ｆＡＣ ＥＰ１ ２ ８ Ｋ ０
短波扩频猝发通信系统的DSP+FPGA实现方案
扩频 序 列 ，并且 要求 与接收信 号扩 频序列 同 步 ，这是扩频 系统 中非常重 要的环节 。
扩 频序列 的 同步分 为捕获 和跟踪两 个 阶
段 。捕获阶段完成扩频序列 的粗 同步 ，将 收 、
位 的沃尔什序列对信息速率为 ２４ ｂ ｓ ．Ｋ ｐ 的数据
发端扩频序列的相位差限制在一个码片或更小
的范 围内；跟踪 阶段实现收 、发端扩频序列的
用 耋亘 亘 ｆ — 霁｝ 匝 户 亘 ＋ ． ． 口 卜 ｛ ＿ — ． ．
匝Ｈ
（） ａ 发送端
基 带
信 精确 同步 ，让本地参考信号精确跟踪接收信号 号
对于扩频系统 ，接 收机要从接收信号中恢 ＡＴＲ Ｌ Ｅ Ａ公司的 Ｃ ｃｏｅ ｙｌ 系列 Ｆ Ｇ ｎ Ｐ Ａ构建了硬件 复发送的数据信息 ，就必须对接收信号进行解 平台，给出了 Ｄ Ｐ Ｆ Ｇ Ｓ ＋ Ｐ Ａ的混合硬件实现方案。 扩。解扩的实现依靠本地产生与发送端相同的
短波扩 频猝 发通信 系统 方 案
５ｘ 性 ，用本地序列与接收序列 滑动相关 ，相关峰 Ｃ ４ 兼容 ，不仅增加了硬件资源 ，也优化了资 最大值所对应 的位置 即为同步点 。如表 １ 所列 源管理 。
为发送数据帧结 构。
寰 １ 数据幢结构
成 码 元 同步 ，一 般 要 同 时满 足 以下 在连续 ４ 个接收码元中至少有 ３ 个与预 定 同步码 的顺序相 吻合 ；
田 １ 系统结构框田
３ 电手元 器 件 盔 用 ２ ０ ． ８ ０ ６４ ｗ ｗＣｉ Ｅ Ｄｎｔ ｗ， ｎ Ｃ． ｈａ ｅ
ＭＳ２ Ｖ ５０ 处理器是 确定 ，而且也 可认为多径 的每条路径上 的时延 理应用显得尤为重要。Ｔ ３ ０ Ｃ ５ ９
基于DSP的DDS信号发生器硬件设计电路图
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 基于DSP的DDS信号发生器硬件设计+电路图摘要在21世纪的今天，基于DSP的信号发生器以其编程的高度灵活性，波形的高精度与高稳定性等特点而脱颖而出，具有极大的应用价值和广泛的应用前景。
本文利用高性能DSP芯片加上合理的外围控制电路构成基于DSP的DDS信号发生器，完成电压监测电路的硬件设计工作。
通过对DDS的相应介绍采用查表法实现正弦波的产生，采用高速微处理器实现DDS。
然后完成硬件芯片的选型(TMS320LF2407)和硬件电路的设计工作。
硬件设计主要有核心控制模块电路、片选电路、串行通信电路、AD转换电路及信号采集电路，以此实现硬件电路完成接收上位机的控制信号，采集外部电压信号处理后送给上位机，实现对电压的监控。
关键词：信号发生器，DDS，电压监控，硬件设计11870毕业设计说明书（论文）外文摘要1 / 10TitleDDS signal generator hardware design based on DSPAbstractIn the 21st century,the DSP signal generator stand out for its high degree of flexibility of the programming waveforms, high precision and high stability characteristics, shows great value and broad application prospects.This article takes use of high performance DSP chip with peripheral control circuit DSP-based DDS signal generator,complete the hardware design of the voltage monitoring circuit.Achieve the generation of sine wave with look-up table method corresponding introduction of DDS.Then complete selection of hardware chip(TMS320LF2407)and hardware design.The hardware design mainly consists of core control module circuit, chip select circuit, the serial communication circuit, AD converter circuit and the signal acquisition circuit,In order to achieve the hardware circuit to complete the PC to receive the control signal.The acquisition of an external---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------voltage signal processing to give the host computer,in order to monitoring the voltage.Key words: signal generator,DDS,voltage monitoring,hardware design4.4 PC机与DSP的点对点的串行通信接口244.5 输入输出接口254.5.1A/D的接口254.5.2电压信号采样电路265电路设计中注意的问题28致谢30参考文献313 / 10附录硬件电路原理图321 绪论1.1 信号发生器简介信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
FPGA简介
IDEA Confidential
11
FPGA的优势
稳定性
软件工具提供了编程环境，FPGA电路是真正的编程“硬”执行过 程。 基于处理器的系统往往包含了多个抽象层，可在多个进程之间 计划任务、共享资源。 驱动层控制着硬件资源，而操作系统管理内 存和处理器的带宽。 对于任何给定的处理器内核，一次只能执行一 个指令，且基于处理器的系统时刻面临着严格限时的任务相互取占 的风险。 而FPGA不使用操作系统，拥有真正的并行执行和专注于 每一项任务的确定性硬件，可减少稳定性方面出现问题的可能。
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FPGA开发流程
配置下载 通过编程器（programmer）将布局布线后的配置文件下载至FPGA中， 对其硬件进行编程。配置文件一般为.pof或.sof文件格 式，下载方式包 括Active Serial Programming（主动）、Passive Serial（被动）、 JTAG等方式。
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FPGA开发流程
RTL级HDL描述
设计方法：自下而上与自上而下两种方式。 自下而上：由最底层的元器件开始，从基本子系统去构建大系统的 电路设计模式是我们最初进行电路设计的一种基本方法。这种由底向 上的设计方式是电子线路初期频频采用的方法，在电路不太复杂、层 次比较简单的设计中，它是一种非常行之有效的方法。但随着电路越 来越复杂，这种方法则会存在着较大的弊病。这就是，纵然每个子系 统的设计分别满足各自的要求，系统的整体性能指标却往往得不到保 障。
20
FPGA开发流程
综合
将RTL级HDL语言翻译成由与、或、非门等基本逻辑单元组成的门级 连接（网表），并根据设计目标与要求（约束条件）优化所生成的逻 辑连接，输出门级网表文件。
基于FPGA和DSP的高速图像处理系统
基于FPGA和DSP的高速图像处理系统作者：舒志猛陈素华来源：《现代电子技术》2012年第04期摘要：为了提高图像处理系统的高性能和低功耗，提出了一种基于FPGA和DSP协同作业的高速图像处理嵌入式系统，其中DSP为主处理器，负责图像处理，而FPGA为协处理器，负责系统的所有数字逻辑。
整个系统中FPGA和DSP的工作之间形成流水，同时借助于单片双口RAM（）完成两者的通信，比使用单片DSP建立的处理系统性能提高25%左右。
该系统具有可重构性，方便其他的算法于该系统上实现。
关键词：图像处理； FPGA； DSP；双口RAM中图分类号：； TP274+.2文献标识码：A文章编号：(1. Xuji Metering Limited Company, Xuchang 461000, China;2. College of Electrical & Information Engineering, Xuchang University, Xuchang 461000, China)Abstract： In order to improve the performance of image processing embedded system and reduce its powerpaper. DSP as a main processor is used to control the module of image process, and FPGA chip as aration in the system is divided between the FPGA and DSP in the form of the pipelined, the performance of the system is 25% higher than that of the processing system based on the single DSP. The system is easy to transplant other algorithms into it due to its reconfigurability.Keywords：收稿日期：引言现阶段用于数字图像处理的系统有很多种，而从成本、性能、开发难易程度等多方面的考虑，基于FPGA和DSP的灵活性高、实用性强、可靠性高的图像压缩系统脱颖而出。
DSP课程设计报告
DSP课程设计报告摘要本次课程设计介绍了数字信号处理的最小系统的整个设计过程，该最小系统的硬件由主控芯片TWS320VC5402、电源电路、时钟电路、复位电路、JTAG 接口、外部存储器构成。
DSP 芯片是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件，其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。
再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式，而且具有可编程性。
所以本次课程设计的过程是ADC0809完成数据的采样及A/D转换后,数字信号通过TMS320VC5402处理后,由DAC0832完成D/A转换并输出;外部存储器采用通用EPROM, TMS320VC5402采用8位并行EPROM引导方式;并加入了标准的14针JTAG 接口,便于系统的调试与仿真。
AbstractThe course design introduces the smallest system of DSP and its design process. The smallest system consists of main control chip that is TMS320VC5402, power circuit, clock circuit, reset circuit, JTAG interface circuit and external memory constitute.The chip of DSP is a unique microprocessor which is mainly dealing with digital signal, so it transforms analog signal to digital signal including 0 and 1. And then chip modifies, deletes and strengths digital signal that it can be transformed into analog signal through other chips. The chip of DSP can be programmed. Next, the process is following. The chip deals with digital signal after ADC0809 chip finishes data collection and transformation, and DAC0832 transforms digital signal to analog signal and outputs the analog signal. The external memory adopts EPROM. In order to debug and simulate , it adds the standard JTAG interface of 14 pins.1绪论在近20 多年时间里，DSP 芯片的应用已经从军事、航空航天领域扩大到信号处理、通信、雷达、消费等许多领域。
第一章 简述DSP
第1章认识DSP数字信号处理技术(Digital Signal Processing简称DSP)在日常生活中正发挥着越来越重要的作用，现代数学领域、网络理论、信号与系统、控制理论、通信理论、故障诊断等领域无一例外的都需要数字信号处理作为基础工具。
其技术已经广泛应用于多媒体信号处理、通信、工业控制、雷达、天气预报等领域，也正是有了数字信号处理器技术才使得诸多领域取得了革命性的变化，数字信号处理技术本身拥有两成含义:一方面指的完成数字信号处理工作的处理器器件，另一方面指专门针对数字信号处理而设计实现的特殊算法和结构。
数字信号处理器技术的学习在嵌入式领域也占了相当大的比重，但由于其放大而复杂的硬件结构和灵活多变的软件设计方法，数字信号处理的学习往往对于初学者来说是无从下手的，到底应该怎样去学习DSP呢？这本书正是为了解决这个问题而诞生的，作为开头序章，在本章当中先来了解一下DSP的一些基础知识，了解DSP的基本概念，现在就让为我们来认识一下到底什么是DSP！1.1 DSP基础知识数字信号处理器(DSP)由最初的作为玩具上面的一个控制芯片，经过二三十年的发展，已经成为了数字化信息时代的核心引擎，广发用于家电、航空航天、控制、生物工程以及军事等许许多多需要实时实现的领域当中。
在全球的半导体市场中，未来三年DSP将保持着最高的增长率。
据美国权威机构SIA 2006年6月的预测，从2006年~2008年，半导体平均年增长率为10%，而DSP的平均年增长率则近20%。
2007年DSP市场规模将首次超过100亿美元，创新的应用前景非常广阔。
事实上我们生活在一个模拟的世界，这个世界充满了颜色、影像、声音等和各种可以由线路或通过空气传输的信号。
数字技术提供这些真实世界现象与数字信号处理的接口。
数字服务者所提供的每一件事情都是以模拟数字转换A/D开始而以数字模拟转换D/A为结束，而其中所进行的就是各种各样复杂的数字运算处理。
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DSP和FPGA处理器的上电控制电路及方法与流程
1. 什么是DSP和FPGA处理器？
在嵌入式系统中，DSP和FPGA处理器被广泛应用。
DSP处
理器是数字信号处理器，其专用硬件实现了数字信号处理算法，常用于通信、音频、视频等领域。
FPGA处理器是可编程逻辑
单元，具有高度灵活性和可编程性，常用于实现数字逻辑电路、通用计算和图像处理等。
2. DSP和FPGA处理器的上电控制电路的作用
在系统上电之前，需要进行系统初始化操作，以确保其正
常工作。
DSP和FPGA处理器上电控制电路是对其供电进行精确、高效、可靠的控制和管理。
DSP和FPGA处理器上电控制电路的主要作用如下：
1.提供适当的电源管理，以确保处理器供电电压、电
流、稳定性等参数在规定范围内，并能满足处理器性能和
可靠性等要求。
2.预加载处理器的配置文件，初始化处理器的内部状
态和寄存器等，从而确保其正常运转。
3.控制处理器的上电顺序，以确保各个模块相互协调，
避免因上电时间不同而导致的系统不稳定、闪退等问题。
4.防止处理器恶意、错误的操作和访问，保证系统的
安全性和稳定性。
3. DSP和FPGA处理器的上电控制电路的方法和流程
3.1 DSP处理器的上电控制电路方法和流程
1.提供合适的供电电源：对于DSP处理器，由于其高
性能、高功耗的特点，其供电需要的电流较大，要求提供
稳定、高效的电源。
对于普通的DSP处理器，可采用线性
稳压电源或开关稳压电源进行供电。
对于高性能、高精度
的DSP处理器，可采用开关稳压电源加升压、降压器等辅
助电路，以提高稳定性、降低噪声。
2.加载配置文件：DSP处理器有其专用的编程工具，
可将处理器所需的配置文件下载到处理器内部的FLASH中，其中包括各种设备驱动程序、引导程序、配置参数等。
在
系统上电时，通过预设的上电控制电路，将其内部的FLASH内容加载到内部SRAM中，并通过处理器内部的自我
检测程序进行初始化和自检。
3.控制上电顺序：对于DSP处理器，通常需要保证其
各个模块的上电顺序，以确保其正常协同工作。
通常需要
先上电处理器内部的时钟发生器、总线控制单元、内存控
制器，然后再上电各个数据通路、时序控制模块等。
在实
际电路中，需要采用一定的时序电路和逻辑控制电路，实
现从低到高的有序上电。
4.防止恶意攻击：对于DSP处理器，由于其高性能、
高速度的运算能力，可能面临一些安全攻击。
通常需要在
电路中设置密码保护、防抄袭、数据加密等安全措施，以
保证处理器的安全性和稳定性。
3.2 FPGA处理器的上电控制电路方法和流程
1.提供适当的时序信号：FPGA处理器具有高度可编程
性的特点，需要在上电时，提供适当的时序信号，使其能
够读取指定的程序文件或数据文件。
通常需要将其上电后，启动一段自检程序，以确保各个逻辑块正常工作。
2.预加载配置文件：FPGA处理器需要进行逻辑编程，
将内部的逻辑单元编程为用户需要的逻辑电路。
在上电时，需要将其预加载的程序文件（约束文件、布局文件、逻辑
文件等）下载到FPGA处理器内部的闪存中，以便其在上电启动后，进行自身初始化操作。
3.控制上电顺序：对于FPGA处理器，其内部逻辑单元
相较于DSP处理器较多，上电顺序也更为复杂。
需要在上
电时，对其各个模块进行顺序上电，并设置适当的重置电
路，以保证其正常运转。
4.实现差分信号传输：FPGA处理器的上电控制电路设
计中，还需要考虑到其差分信号传输的需要。
差分信号传
输可以减小信号传输路径中的噪声干扰，提高系统的抗干
扰能力。
因此，在实际电路中，需要引入差分信号传输电
路，以适应其特有的差分信号传输需求。
4. DSP和FPGA处理器的上电控制电路的设计要点
在进行DSP和FPGA处理器上电控制电路设计时，需要考虑
以下要点：
1.电源质量：DSP和FPGA处理器的工作需要电源的稳
定性和可靠性，因此，需要对其供电电路进行深入的分析
和设计，以保证供电电压、电流、稳定性等参数符合处理
器的要求。
2.上电顺序：为保证处理器内部各模块的正常工作，
需要对其进行逐级、逐模块的控制上电，避免因不同模块
的不同上电时间而导致的系统不稳定现象。
3.时序要求：DSP和FPGA处理器在处理高速信号时，
对时序的要求非常高，因此需要考虑到时序电路的设计和
时钟发生器的选定，以提高系统的时序稳定性，避免误差。
4.安全保护：对于嵌入式系统中的DSP和FPGA处理器，
往往需要在处理和保存数据时，对其进行安全保护，以保
证系统的安全性和稳定性。
因此，需要采用一定的数据加
密、密码保护和隔离措施，在电路上设置安全锁等措施，
以保障系统的安全。
5. 小结
DSP和FPGA处理器在嵌入式系统中的应用十分广泛，其上
电控制电路设计涉及到供电、电源稳定性、控制上电顺序、时序要求、安全保护等多个方面。
通过对其上电控制电路的深入分析和设计，可以有效提高系统的稳定性、可靠性和安全性，为实现嵌入式系统的高性能、高稳定性和高可靠性提供有力保障。