基于RapidIO总线的信号处理平台设计

摘要

随着航空电子系统的任务量日益庞大，系统对大容量的数据、高度复杂的算法和实时运算速度的要求越来越高。因此，基于高速传输总线技术的实时信号处理系统的研究、设计及实现对目前的航空电子系统的发展具有非常重要的现实意义。 本文主要针对航空电子系统中的高速实时信号处理而设计了基于RapidIO总线的信号处理平台，其设计的关键是：实现高速的数据传输能力和强大的信号处理能力。平台采用基于RapidIO总线的DSP并行处理结构，采用RapidIO交换互联技术来解决板间大数据量通信，利用DSP并行处理来实现强信号处理能力。由于国内对RapidIO总线技术的研究正处于研究和测评阶段，我们通过基于RapidIO总线的信号处理平台的设计实现，有利于这项新技术在工程和应用上的推广，甚至用它来替换现役的航空总线系统是必然的。 本文主要完成了以下工作： 首先，本文根据RapidIO总线的信号处理平台的设计需求，完成了各个功能模块的硬件设计，主要包括交换芯片接口设计、DSP接口设计、电源设计及时钟设计等。 其次，本文完成了信号处理平台的底层软件设计与开发，包括信号处理平台的初始化设计、信号处理平台的系统枚举与发现、平台中RapidIO网络的路由配置以及数据通信设计。其中数据通信设计实现了RapidIO总线的消息功能、内存映射功能及门铃功能的通信，实现了板内各DSP之间的全互连通信以及DSP与外部模块之间的通信。 最后，基于信号处理平台提出测试方案，对各种通信机制进行了吞吐率测试和眼图测试，为工程应用提供了参考。从实验结果可以看出，该信号处理平台的RapidIO高速串行速率完全能够满足当前信号处理对高速、实时处理的要求，可以广泛应用于实时信号处理领域。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外发展动态

1.2.1国内外研究现状

1.2.2发展方向

1.3论文主要工作与章节安排

第二章RapidIO总线技术

2.1 RapidIO技术简介

2.2 RapidIO协议

2.2.1协议概述

2.2.2包格式

2.2.3事物格式与类型

2.2.4消息传递

2.2.5全局共享存储器

2.2.6流量控制

2.2.7维护和错误管理

2.3 RapidIO的扩展

2.4本章小结

第三章信号处理平台硬件设计

3.1信息处理系统主要功能与技术要求

3.2平台原理框图及核心器件介绍

3.2.1信号处理平台原理框图

3.2.2核心器件介绍

3.3信号处理平台各功能模块设计

3.3.1 DSP核心接口设计

3.3.2交换芯片Tsi578核心接口设计

3.3.3电源设计

3.3.4时钟设计

3.4本章小结

第四章信号处理平台底层软件开发

4.1开发工具与操作系统

4.1.1 CCS

4.1.2 VxWorks

4.2信号处理平台的底层软件开发

4.2.1初始化

4.2.2系统枚举

4.2.3路由配置

4.2.4系统被动发现

4.2.5数据通信

4.3底层软件功能测试

4.3.1测试环境

4.3.2功能测试

4.4本章小结

第五章平台系统测试与测试结果分析

5.1平台系统测试

5.1.1消息通信数据测试

5.1.2内存映射数据测试

5.1.3 DSP/BIOS系统消息中断响应时间测试

5.2测试结果及分析

5.2.1消息通信数据吞吐率测试结果

5.2.2内存映射吞吐率测试结果

5.2.3 DSP/BIOS系统消息中断响应时间测试结果

5.2.4眼图测试结果

5.3本章小结

第六章结论

致谢

参考文献

附录

攻硕期间取得的研究成果