分层结构高速数字信号处理系统的设计与应用

．DSP外设的调试。包括DSP板上的主内存，应用板(第三层次)上的RAM、I／O口及ASIC器件的控制接口等。

正式应用功能调试的主要目的是：排除应用软件与应用板上硬件系统中存在的错误，并测试评估整个系统的功能与性能。调试步骤如下：

· 把调试用软件提取为与硬件系统有关的一类子程序库，加入到包括界面与数据库操作的主程序中，形成联机运行的正式应用软件。

· 整个系统的功能与性能测试。当无法达到设计要求时，分析问题之所在，尽快修改应用软件或硬件，甚至重新设计制作硬件系统。

· 精简优化，去掉调试阶段的冗余设计部分。但在用户使用过程中仍有可能提出更高的要求，因此始终保持一定的资源余留是有必要的。

4 应用实例

用TMS320VC33来实现通用分层结构数字信号处理嵌入式系统，它已经被成功应用于多项军用／民用产品。

4．1 电台自动测试仪--单DSP系统

通信电台在出厂前以及维护维修时，都要测试其性能指标，包括频率响应、失真度、

信噪比等。应此需求研制的电台自动测试仪系统结构如图4所示。该测试仪硬件系统主要由四大部分组成：数字化高速信号采集电路、数字信号处理器、多波段多制式的信号产生电路及上位机。信号采集电路中应用了高速数字下变频器HSP50214，信号产生器应用了数字上变频器AD9856，DSP在零中频信号上进行处理，大大降低了对处理速度与容量的要求。因而单个DSP足以胜任对单个窄带零中频信号的多制式软件调制与解调、滤波及参数估计等数字运算。

4．2 基于DSP的材料分选系统--多DSP并联工作

为了适应市场需要，对材料(如粮食、矿物等)进行质量检测与分选有着重要意义。分选是利用不同质量材料的重量、颜色、尺寸等物理特性不同的原理进行的。根据该原理，本实验室开发研制了基于多DSP的材料分选控制系统。国内早期的分选系统智能部件都采用MCS-51系列的单片机，其控制功能基本可以满足需要，但是它的计算精度和工作速度却远远不够，因此系统的分选精度等指标很难做高。本文所研制的新型分选系统采用高速浮点运算DSP芯片TMS320VC33完成多通道信号采集和分选的控制，使得分选精度和工作速度都得到了大幅度提高。每个DSP可以胜任80路5kHz带宽的传感器信号的分析处理，每台工控机最多可管理16个DSP模块的并行工作，因而总的分选速度是非常快的。分选系统组成框图如图5所示。

4．3 雷达对抗侦察信号处理机--多DSP级联工作

雷达对抗侦察的任务是侦收并分析敌方雷达信号，为干扰或火力摧毁敌方雷达提供情报。为此研制了基于多CPU级联工作的信号处理分机，如图6所示。它包括：雷达信号预分选模块、分选处理模块、识别与综合显示模块。在预分选模块中，由第一个DSP对来自参数测量分机的高速雷达视频脉冲串进行稀释与粗略分类(按频率分)，并把脉冲描述字(包括频率f、方位、脉幅PA、脉宽PW、到达时间TOA等)通过双口RAM传递给第二个DSP进行分选处理，以分离各部雷达的脉冲信号，从而测得各自技术参数。工控机获得测量参数后与雷达情报数据库比对，以识别敌方雷达类型、用途与威胁等级，为指挥决策提供依据。按处理速度、传输速度、存储容量优化配置流水线上各级CPU的任务，可使整个系统达到最大处理能力。试验表明其速度已符合实战要求。

由于该分层结构高速数字信号处理系统的硬件具有通用性、软件模块化，使得在较短的时间内成功开发出多项产品成为可能。下一步的改进工作之一是用PCI接口卡(对台式机而言)和USB2．0接口(对便携机而言)替代当前的ISA接口卡，以提高传输速度；改进之二是用TMS320C6201替代当前的TMS320VC33，以进一步提高DSP的处理速度。但是，本文所介绍的系统硬件与软件基本架构仍将是高端仪器设备产品开发和装备研制的首选。

《分层结构高速数字信号处理系统的设计与应用(第3页)》