基于Davinci系统的水下通信节点硬件平台设计与实现

摘要

随着世界各国对海洋资源开发重视程度的日益增加，如何构建一个高性能的海洋通信网络环境，已经成为业界研究的重点。水下通信节点是通信网络功能实现的核心部分，每个节点可以独立完成对信号的接收、处理、存储和发射任务。
　　 论文硬件设计工作以水声信号处理流程为主线，将水下通信节点分为信号接收子系统、信号处理子系统和信号发射子系统三部分。并从各个子系统的角度，详细介绍了关键芯片选型、相关电路和设备接口设计思想。最后描述了节点系统的供电设计。
　　 论文软件部分工作目的在于将裁剪后的嵌入式操作系统和相关程序完全固化在目标板上，使节点上电后便可以自动实现功能运转，无需人为调试。论文软件的工作重心在ARM端程序的编写，工作环境在Monta VistaLinux（pr04.0）操作系统中进行。主要任务包括：嵌入式系统移植，Linux系统环境下设备驱动程序及相关应用程序的编写，Windows和Linux环境下网口通信程序的编写。
　　 节点平台中的核心处理器选用基于TMS320DM6446处理器的Davinci系统，内部集成ARM+DSP双核，功能强大。论文从软件和硬件两方面对Davinci系统做了较深入的研究工作。使其可以配合相关功能外设来实现节点正常的工作。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 论文的研究背景

1.2 论文的研究目的和意义

1.3 论文的主要研究内容

第2章 水下通信节点硬件设计方案

2.1 水下通信节点硬件平台系统总体设计

2.2 信号接收子系统

2.2.1 概述

2.2.2 基准电平提供电路

2.2.3 差分转单端及单端转差分电路

2.2.4 一级和二级放大电路

2.2.5 滤波电路

2.2.6 光耦隔离电路

2.3 信号处理子系统

2.3.1 概述

2.3.2 子系统核心处理器选型方案

2.3.3 Davinci系统硬件设计

2.3.4 FPGA硬件设计

2.3.5 音频编解码芯片TLV320AIC33

2.3.6 FPGA与Davinci平台接口设计

2.4 信号发射子系统

2.5 系统供电设计

2.5.1 信号接收子系统供电设计

2.5.2 信号处理子系统供电设计

2.5.3 信号发射子系统供电设计

2.5.4 底板电源设计

2.6 本章小结

第3章 水下通信节点软件实现方案

3.1 引言

3.2 嵌入式系统移植

3.2.1 嵌入式系统内核移植

3.2.2 文件系统移植

3.2.3 U-boot移植

3.3 设备驱动程序

3.3.1 DAVINCI系统初始化

3.3.2 DSP引导

3.3.3 EMIF设备驱动程序编写

3.4 应用程序设计

3.4.1 音频编码芯片初始化

3.4.2 网口通信程序

3.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录