基于DSP芯片的分級(jí)分布式管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1.1 背景

數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）一般是用來運(yùn)行核心數(shù)據(jù)處理算法的，但在一些特殊的環(huán)境中，必須使用DSP來承擔(dān)管理控制單元的核心片芯。本文給出一套分級(jí)分布式圖像處理系統(tǒng)，其中的管理計(jì)算機(jī)的核心芯片是AD公司的浮點(diǎn)DSP（ADSP21020）。它不僅承擔(dān)著對(duì)圖像處理系統(tǒng)的管理控制任務(wù)，還必須實(shí)時(shí)響應(yīng)執(zhí)行上級(jí)1553總線的關(guān)鍵指令。本文重點(diǎn)討論基于DSP芯片管理計(jì)算機(jī)對(duì)兩級(jí)分布式系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。

1.2 系統(tǒng)介紹

此套圖像處理系統(tǒng)是一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，共由5個(gè)模塊組成，包括預(yù)處理單元、海量存儲(chǔ)器、離線數(shù)據(jù)并行處理單元、通信單元和管理計(jì)算機(jī)。其中管理計(jì)算機(jī)是這套系統(tǒng)的控制核心，通過RS485總線管理內(nèi)部系統(tǒng)，并通過1553總線和上級(jí)系統(tǒng)通信。

管理計(jì)算機(jī)對(duì)內(nèi)部控制的功能分為兩類：實(shí)時(shí)控制和非實(shí)時(shí)控制。實(shí)時(shí)控制針對(duì)時(shí)序要求嚴(yán)格且需實(shí)時(shí)響應(yīng)的任務(wù)。管理計(jì)算機(jī)通過獨(dú)享的RS422串行總線向 CCD探測(cè)器和通信單元提供控制脈沖。非實(shí)時(shí)控制針對(duì)不求時(shí)間精確，甚至可以被其它程序中斷的信號(hào)，即傳送指令、數(shù)據(jù)的串行總線RS485，作為控制核心的管理計(jì)算機(jī)，通過它和其它單元交換數(shù)據(jù)，查詢健康狀態(tài)。

管理計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于兩級(jí)分布式系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)，包括RS485總線與1553總線的并行管理，以及接受外部控制和管理內(nèi)部單元兩種工作模式的切換。兩級(jí)分布式系統(tǒng)如圖1所示。本文主要針對(duì)這一部分進(jìn)行討論。

2 管理計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)

2.1 管理計(jì)算機(jī)的工作分析

管理計(jì)算機(jī)有兩種工作方式：①接收1553總線指令和數(shù)據(jù)；②管理控制圖像處理系統(tǒng)內(nèi)部單元。1553總線發(fā)來的信息主要包括處理任務(wù)類型、工作時(shí)間、工作次數(shù)、狀態(tài)檢測(cè)等。管理計(jì)算機(jī)對(duì)內(nèi)管理的任務(wù)包括相關(guān)圖像公用信息的傳輸，比如圖像生成時(shí)間、地點(diǎn)等，以及健康狀態(tài)檢測(cè)。

管理計(jì)算機(jī)接收1553總線指令和數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)顯然要高于對(duì)內(nèi)部管理的工作。一般情況下，管理計(jì)算機(jī)總是處于對(duì)內(nèi)部管理工作狀態(tài)，因此當(dāng)1553總線有命令發(fā)來時(shí)，必須中斷其對(duì)內(nèi)的管理工作，保存工作狀態(tài)，響應(yīng)上層1553總線的命令。