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基于多DSP系统互联关键技术的研究

作　者: 刘倩雯
导　师: 胡炳樑
学　校: 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）
专　业: 信号与信息处理
关键词: 高光谱成像 DSP 并行结构 信号完整性 ADSP-TS101
分类号: TP332
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着DSP技术的飞速发展,目前,由于某些系统对信号处理的速度、规模要求越来越高,传统的单片DSP已经不能满足大量数据处理的要求,因此实时性强、精度高、具备高数据吞吐量的大规模并行信号处理系统是今后数字信号处理领域发展的一个重要研究领域。本论文以干涉型高光谱成像仪为背景,根据高光谱复原算法原理,采用多DSP互连技术,设计了一个基于多ADSP-TS101互连的数字信号处理模块,用于该高光谱成像仪的地面数据复原处理。本文研究的重点在于该数据处理模块的硬件实现,主要内容包括:对本系统的核心芯片ADSP—TS101进行了详细的介绍,并着重介绍了DSP的并行结构,为后期的硬件设计打下了理论基础。高光谱成像仪的下行数据帧频为70Hz,数据大小为113M,为了满足其实时性处理要求,本系统采用多DSP并行处理结构,在此基础上,设计了多DSP并行处理的硬件系统。本文主要从多DSP模块的硬件接口电路、电源电路、时钟电路以及复位电路等方面介绍了系统的硬件设计过程。对多DSP数据处理模块的引导以进行了详细的介绍,主要包括:ADSP—TS101开发环境的介绍;系统初始化程序的介绍;多DSP程序引导的软件设计等。硬件设计是系统稳定性的根基,本设计属于高速数字电路设计范畴,因此本文从电路原理图设计,高速PCB设计以及散热等方面,详细介绍了在设计中应当注意的问题,将这些问题考虑进设计中,可以大大缩短开发周期。本论文创新点是:用于干涉型高光谱成像仪复原系统DSP硬件处理模块的设计以及相关的软件设计。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-12
  1.1 课题的应用背景及意义  7-8
  1.2 国内外的研究现状  8-10
  1.3 论文的主要工作  10-12
2 ADSP-TS101及多DSP并行结构介绍  12-26
  2.1 芯片的介绍  12-22
    2.1.1 ADSP—TS101的内部结构  13-16
    2.1.2 ADSP—TS101的内部控制器  16-18
    2.1.3 ADSP—TS101的存储映射空间  18-20
    2.1.4 ADSP—TS101与外部通信的接口  20-22
  2.2 并行结构介绍  22-25
    2.2.1 分布式并行结构  22-23
    2.2.2 共享总线式并行结构  23-25
  2.3 本章小节  25-26
3 多DSP互连数据处理模块的硬件设计  26-39
  3.1 系统的背景介绍  26-28
  3.2 系统硬件框图  28
  3.3 多DSP模块硬件接口电路设计  28-33
    3.3.1 SDRAM接口电路设计  28-31
    3.3.2 与F1ASH的接口电路设计  31-32
    3.3.3 JTAG接口电路设计  32-33
  3.4 电源模块电路实现及功耗估计  33-36
    3.4.1 功耗估计  33-34
    3.4.2 电源模块电路设计  34-36
  3.5 时钟模块电路实现  36-37
  3.6 复位模块电路实现  37-38
  3.7 本章小结  38-39
4 多DSP数据处理模块引导及初始化程序设计  39-49
  4.1 DSP开发工具VisualDSP++4.0概述  39-41
  4.2 初始化程序  41-42
    4.2.1 主要寄存器  41-42
    4.2.2 中断  42
    4.2.3 总线  42
    4.2.4 SDRAM  42
  4.3 多DSP系统的程序引导软件设计  42-48
    4.3.1 TigerSHARC的引导模式简介  43-44
    4.3.2 多DSP加载方式  44-45
    4.3.3 程序设计流程  45
    4.3.4 多DSP程序的FLASH存放  45-46
    4.3.5 多DSP程序加载软件设计  46-48
  4.4 本章小结  48-49
5 硬件电路设计  49-56
  5.1 DSP硬件设计  49
  5.2 高频PCB设计  49-54
    5.2.1 信号完整性  49-50
    5.2.2 SI仿真技术  50-52
    5.2.3 基于本系统的高速PCB设计  52-54
  5.3 高速多层PCB设计与Post—layout仿真  54
  5.4 散热考虑  54-55
  5.5 本章小结  55-56
6 总结与展望  56-57
参考文献  57-59
发表或已录用论文  59-60
致谢  60-61
附录A 硬件电路图  61-65
附录B 程序  65-69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 运算器和控制器（CPU）
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