基于FPGA+DSP的雷達(dá)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　3．2 異步FIFO接口時(shí)序

　　AD9235與FPGA接口設(shè)計(jì)應(yīng)仔細(xì)考慮ADC轉(zhuǎn)換時(shí)鐘、FIFO寫時(shí)鐘及所選中間邏輯器件的時(shí)序和延時(shí)特性，以保證正確地設(shè)置采樣時(shí)鐘。AD-9235的采樣數(shù)據(jù)在延時(shí)7個(gè)采樣周期后出現(xiàn)在數(shù)據(jù)線上，圖4為A／D與FIFO接口時(shí)序。

圖4 A／D與FIFO接口時(shí)序

　　讀FIFO操作，利用EMIF外部存儲(chǔ)器的控制信號(hào)，包含有：輸出使能位和讀使能以及外部空間片選信號(hào)。讀寫時(shí)序如圖3，輸出使能和外部空間片選信號(hào)低時(shí)，異步FIFO讀使能RD_EN有效，當(dāng)讀使能位為低時(shí)，待讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，隨后會(huì)跳變?yōu)楦唠娖?，異步RD_CLK端產(chǎn)生上升沿，此時(shí)異步FIFO中數(shù)據(jù)被讀出。圖1中的HALF_FULL位直接與TMS320C6201外部存儲(chǔ)區(qū)域中斷EXT-INT5觸發(fā)連接，當(dāng)FIFO緩存達(dá)到半滿時(shí)，上升沿觸發(fā)DSP外部中斷，DSP啟動(dòng)DMA(直接數(shù)據(jù)存儲(chǔ))以突發(fā)方式讀取FIFO數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘CLOCKOUT1下讀取FIFO存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。EMIF與FIFO的讀邏輯關(guān)系為；。

　　圖5為異步FIFO仿真圖，輸入數(shù)據(jù)寬度12位，輸出數(shù)據(jù)寬度為24位。讀時(shí)鐘為50置MHz，寫時(shí)鐘為30 MHz。

和讀使能以及外部空間片選信號(hào)。讀寫時(shí)序如圖3，輸出使能和外部空間片選信號(hào)低時(shí)，異步FIFO讀使能RD_EN有效，當(dāng)讀使能位為低時(shí)，待讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，隨后會(huì)跳變?yōu)楦唠娖?，異步RD_CLK端產(chǎn)生上升沿，此時(shí)異步FIFO中數(shù)據(jù)被讀出。圖1中的HALF_FULL位直接與TMS320C6201外部存儲(chǔ)區(qū)域中斷EXT-INT5觸發(fā)連接，當(dāng)FIFO緩存達(dá)到半滿時(shí)，上升沿觸發(fā)DSP外部中斷，DSP啟動(dòng)DMA(直接數(shù)據(jù)存儲(chǔ))以突發(fā)方式讀取FIFO數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘CLOCKOUT1下讀取FIFO存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。EMIF與FIFO的讀邏輯關(guān)系為；。

　　圖5為異步FIFO仿真圖，輸入數(shù)據(jù)寬度12位，輸出數(shù)據(jù)寬度為24位。讀時(shí)鐘為50置MHz，寫時(shí)鐘為30 MHz。

圖5 異步FIFO仿真圖

　　4 設(shè)計(jì)應(yīng)注意問題

　　若用異步FIFO中的FULL信號(hào)作為中斷源，滿信號(hào)位FULL有效，觸發(fā)DMA開始傳輸，在滿信號(hào)和DMA傳輸之間，A／D采集時(shí)鐘仍然驅(qū)動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換器，會(huì)覆蓋之前存儲(chǔ)的采集數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)丟失；若采用HALF-FULL信號(hào)作信號(hào)標(biāo)志位，半滿時(shí)候，開始DMA傳輸，不用中斷數(shù)據(jù)采集，由于A／D寫入速度低于EMIF讀出速度，也不會(huì)造成數(shù)據(jù)覆蓋。

　　FPGA內(nèi)部的異步FIFO數(shù)據(jù)總線與TMS320C6201的數(shù)據(jù)總線相連，應(yīng)注意數(shù)據(jù)采集與TMS320C6201訪問外設(shè)間的總線沖突。應(yīng)保證沒有長時(shí)間占用數(shù)據(jù)總線的外部設(shè)備，否則造成采集數(shù)據(jù)丟失。

　　5 結(jié)論

　　針對(duì)雷達(dá)的回波信號(hào)，設(shè)計(jì)基于FPGA與DSP的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，介紹了雷達(dá)前端信號(hào)A／D外圍轉(zhuǎn)換電路，利用DCM和異步FIFO實(shí)現(xiàn)ADC與高速DSP間的數(shù)據(jù)緩沖，以保證采集數(shù)據(jù)的有效傳輸。系統(tǒng)采樣率為30 MHz，采樣精度為12位，異步存儲(chǔ)緩沖FIFO大小為6 kbits，能較好地滿足高速采集要求。FIFO與DSP采用24位數(shù)據(jù)接口，讀取FIFO采用DMA數(shù)據(jù)傳輸，較充分利用DSP資源，提高了系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理的能力。