一种基于FAS466的合成孔径雷达高速数据记录器的设计

率达到72Mg／s，一般的专用DMA控制器难以胜任；专用的DMA控制器与FAS466之间的连接需要大量的逻辑转换电路和外围连线，使设计难度加大；DMA
　　
　　
　　
　　控制器还需要在DSP的控制下与FAS466进行协调才能一起工作，这增加了软件编程的难度；使用CPLD器件，除了完成DMA控制器的功能之外，还可以把电路中的译码、逻辑转换、系统复位等模块设计进去，减小了设备的体积，方便了以后对系统的升级和改进。
　　
　　图3
　　
　　2．5DSP微处理器
　　
　　该高速数据记录器选用TI公司的TMS320F206作为微处理器。主要考虑TMS320F206片内包含32K×l6字的FLASHEEPROM，使DSP周围电路简单、设备的体积减小，而且系统升级也比较方便；指令集非常丰富，与TMS320C5X系列指令兼容；TMS320F206的指令周期为50ns，符合系统对DSP速度的要求。
　　
　　DSP负责对各个模块进行协调和控制，实现高速数据记录的功能。需要注意的是：FAS466的微处理器接口数据／地址总线是复用的，而TMS320F206的数据／地址总线是分开的，需要外部逻辑将数据和信号总线整合。高速数据通过信号源接口进入本系统，首先进行电平转换，然后进入数据缓存器；在DMA控制器的控制下进入SCSI协议控制器；最后通过SCSI协议控制器存入高速SCSI硬盘。整个数据流程中，DSP微处理器负责各个子系统之间的协调和控制。由于采用分离的微处理器总线和DMA总线结构，因此达到了较高的记录速度。
　　
　　3系统的软件设计
　　
　　软件模块的设计是本系统设计的重点和难点，它负责对相关硬件控制和协调，最终实现SCSI协议、硬盘的控制和DMA传输等。本系统中，软件设计分为DSP控制软件和DMA控制器的CPLD实现两部分。程序的优劣关系到整个系统数据存储的速度，下面分别讨论。
　　
　　3．1DSP控制软件
　　
　　一般来说．要完成一次数据交换必须完成SCSI总线的仲裁、选择、消息、命令、数据和状态等阶段。这些阶段，微处理器TMS320F206通过对FAS466寄存器的读写控制完成实现。FAS466的寄存器主要有：
　　
　　(1)命令寄存器(CommandRegister)：F206通过向命令寄存器写入相应指令，控制FAS466完成初始化、复位、总线分配与复位以及SCSI总线各个阶段的转变等功能；(2)FIFO寄存器(FIFORegister)：这是一个16字深的FIFO寄存器，SCSI硬盘和FAS466之间的数据交换都通过这个FIFO完成；(3)传输计数寄存器(TransferCountRegister)：是一个减法计数器，用于保存一次DMA数据传输的字节数；(4)中断寄存器(InterruptRegistet)：F206通过FAS466中断寄存器了解SCSI命令的执行情况，从而决定程序的执行流向。
　　
　　SCSI控制软件流程如图3所示。首先初始化SCSI控制器，然后SCSI控制器与SCSI硬盘建立同步传输协议，在硬盘准备好的情况下才可以发送各种SCSI命令，如读、写等，同时处理好各种意外情况的发生。
　　
　　3．2DMA控制器的CPLD实现设计
　　
　　FAS466外部DMA控制器由CPLD实现。FAS466通过DREQ信号有效请求数据传输；DMA控制器检测到DREQ有效并且外部FIFO非空，则使DACK有效并通知FAS466开始DMA传输。控制器的状态机如图4所示。CPLD除了实现FAS466的外部DMA控制器之外，还实现FAS466与外部微处理器的部分逻辑和其它逻辑控制。CPLD内部逻辑功能模块如图5所示。
　　
　　本文介绍了一种基于高性能SCSI总线处理器FAS466的专用高速SAR数据存储设备的设计。本设备可以脱离微机平台将SAR数据实时高速记录到SCSI硬盘。数据传输采用高速DMA接口，实现了模块化设计，可移植性好，可以灵活地应用在各种系统中。 《一种基于FAS466的合成孔径雷达高速数据记录器的设计(第2页)》