基于DSP的PCI高速測控系統(tǒng)結(jié)構的研究

隨著數(shù)字信號處理芯片性價比的不斷提高，數(shù)字信號處理的應用領域飛速發(fā)展，同時Pentium高速CPU的出現(xiàn)，要求有極高的數(shù)據(jù)通量予以支持，而低速的ISA總線在解決這些問題方面逐漸無能為力，取而代之的是高速的PCI總線。PCI總線可將高速外圍設備直接掛在CPU總線上，33MHz／32位時數(shù)據(jù)傳輸速率可達132MB／s，66MHz／64位時更是性能加倍，打破了數(shù)據(jù)傳輸速率的瓶頸，使得CPU的性能得到充分發(fā)揮。如果采用美國TI公司生產(chǎn)的高速高性能數(shù)字信號處理器DSP取代原來的單片機作為板載CPU，可以充分利用PCI總線的優(yōu)點直接將采集的數(shù)據(jù)傳到微機內(nèi)存，有效地解決了數(shù)據(jù)的實時傳輸和存儲問題。

測控系統(tǒng)的硬件組成

系統(tǒng)基本硬件結(jié)構如圖1所示。整個高速測控系統(tǒng)主要由信號調(diào)理電路、DSP模塊、FIFC)存儲器、CPLD控制電路、PC19054接口芯片等組成。系統(tǒng)采用主從結(jié)構，PC機作為上位機，用于完成對系統(tǒng)的控制(如AD轉(zhuǎn)換的開始、DSP復位、中斷響應、數(shù)據(jù)接收與處理等)。DSP作為下位機，用于完成數(shù)據(jù)的采集與處理、PWM波以及其他外圍信號的控制等。

DSP測 控模塊介紹

系統(tǒng)采用的DSP芯片為TI公司的TMS320LF2407。電路設計時，利用的DSP內(nèi)部的16通道A/D轉(zhuǎn)換實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，DSP與FIFO的電路接口電壓都為3.3V，可實現(xiàn)無縫連接，DSP的數(shù)據(jù)總線直接與FIFO的數(shù)據(jù)輸入端口相連，DSP與FIFO的時鐘頻率應設為相同。這樣，無需插入等待周期，控制信號經(jīng)CPLD直接轉(zhuǎn)換為FIFO的讀寫信號，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速存儲。

先進先出存儲器

在DMA傳輸方式下，由于PCI9054內(nèi)部的FIFO只有32級深度，實時傳送高速數(shù)據(jù)時，PCI9054內(nèi)部的FIFO會很快存滿，而DSP內(nèi)的數(shù)據(jù)仍會源源不斷的傳送過來，易造成數(shù)據(jù)的丟失，因此必須要擴展外部FIFO。

本系統(tǒng)采用I D T公司高速CMOS同步FIFO芯片IDT72V3660，它的容量為4096