DSP在六自由度電磁跟蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　2 DSP系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

　　由六自由度電磁跟蹤系統(tǒng)的原理，為了得到系統(tǒng)接收矩陣Y，DSP系統(tǒng)要同時(shí)采集四路模擬信號(hào)：T，Rx ，R y，Rz ，而每一路的信號(hào)都是時(shí)分復(fù)用的。因此要求系統(tǒng)能準(zhǔn)確區(qū)分每一路每個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)，然后計(jì)算出每一段數(shù)據(jù)的幅度，將其發(fā)送到計(jì)算機(jī)。DSP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

　　四路模擬信號(hào)由兩片A／D同時(shí)進(jìn)行采樣，采樣得到的數(shù)字比特流通過FIFO緩存后有序地傳送到DSP芯片，DSP快速地對(duì)采集來的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，最后將計(jì)算結(jié)果通過異步串行接口傳送到計(jì)算機(jī)。各器件之間的時(shí)序配合由CPLD來控制。

　　2．1 DSP外圍電路及通信接口的設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)所采用的TMS320VC5416是TI公司推出的一款低功耗高性能16位定點(diǎn)DSP，具有160 MIPS 的指令執(zhí)行速度，片內(nèi)集成有128 K×16 bit的RAM 和16 K×16 bit的ROM。它的外圍電路主要包括時(shí) 鐘，電源，復(fù)位以及外程序存儲(chǔ)器。本系統(tǒng)采用外部時(shí)鐘，電源和復(fù)位采用TI公司的專用芯片TPS73HD301。

　　由于TM320VC5416無片內(nèi)FLASH，因此系統(tǒng)采用M29w8O0DT作為程序存儲(chǔ)器，系統(tǒng)上電后，DSP內(nèi)部 引導(dǎo)程序把M29W800DT 中的工作程序加載到片內(nèi)SRAM ，提高程序執(zhí)行效率。 系統(tǒng)通信電路包括并行通信和串行通信兩部分。

　　由于TMS320VC5416片內(nèi)沒有UART端口，要實(shí)現(xiàn) 和計(jì)算機(jī)的串行數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)采用了ST16C550，通過IO訪問ST16C550來實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的串行通信。 系統(tǒng)中FI ASH，F(xiàn)1FO，ST16C550通過CPI D分別映射到DSP的數(shù)據(jù)空間和IO空間，DSP與他們的 通信主要通過16位的外部并行數(shù)據(jù)總線。因此用到的DSP的外部接口主要有16位地址總線，16位數(shù)據(jù)總線和一組用于訪問片外存儲(chǔ)器與I／0端口的控制信號(hào)。

　　2．2 A／D與DSP的接口設(shè)計(jì)

　　AD7862是AD公司推出的高速、低功耗、雙極性12位的A／D轉(zhuǎn)換芯片，其中包含了兩個(gè)獨(dú)立的快速 ADC模塊(允許同時(shí)采樣和轉(zhuǎn)換兩路信號(hào))，4路模擬輸入信號(hào)，2．5 V的內(nèi)部電壓基準(zhǔn)以及12位的高速并 行接口，最高采樣率達(dá)250 kHz。

　　系統(tǒng)要求對(duì)4路頻率為16 kHz 的模擬信號(hào)進(jìn)行同時(shí)采樣，采樣時(shí)不 能有相位差。AD7862雖然有4路模 擬輸入通道，然而內(nèi)部只有兩個(gè) ADC，即每片A／D只能同時(shí)采樣兩 路模擬信號(hào)，因此系統(tǒng)中采用了兩 片AD7862來完成對(duì)模擬信號(hào)的采 樣[3]。A／D與DSP接口如圖4所 示。