基于TigerSHARC的高速多处理器系统的设计与实现

摘要

近年来我国无线电技术水平已经有了很大发展和进步，但对于频率覆盖范围宽(20-3000MHz)、扫描速度快(1GHz/s以上)并具备快速全频段实时频谱显示和记录的无线电监测接收设备，目前我国尚不能生产，国内现在已经进口的宽频段监测接收机一般也只能进行低速扫描，无法满足实际的需要。从少数发达国家进口不仅价格昂贵，往往需要几十万美元，而且还要受到对方的出口限制，甚至技术封锁。 本文涉及的宽带监测接收机将软件无线电技术、VXI总线技术、DSP技术、智能仪器技术、测控技术、接口技术等一系列正在蓬勃发展的新技术紧密结合起来，它的研究不仅可以满足我国无线电监测、国防、安全等部门的实际需要，还可以打破少数发达国家对我国的技术封锁，为我国的无线电监测、国防、安全等部门的设备建设做出贡献。 随着DSP技术的飞速发展，DSP处理器以它所具有的系统构成灵活、可编程、运算速度快、数据处理和通信能力强以及适应面广的特点，使其广泛应用在通信、航空航天、医疗仪器、工业控制等领域中。 本文作者主要研究监测接收机中多DSP处理模块的软硬件设计。宽带数字监测接收机的中频处理数据量大、实时性高，对处理器提出了很高的要求。从对算法总体运算量估计，并对前期方案进行反复修订，笔者最终选择用AD公司的高性能数字信号处理器TigerSHARC101来完成系统设计。该处理器具有工作频率高、浮点运算能力强大、高速度数据吞吐量以及大容量的片内存储器的特点，并且片内有专门的解决通信算法的运算单元，非常适合于软件无线电领域。为了弥补该处理器运算强控制弱的不足，在系统中加入了FPGA电路，增强系统的整体逻辑控制能力。根据系统设计需要，还增加了其它一些电路功能模块。系统设计完成后，依据高速数字电路布线理论和经验，绘制了8层印刷电路板，并在硬件功能上调试成功。最后，笔者将整个DSP处理模块与监测接收机的前端AD接收模块、VXI总线模块及计算机终端界面进行了联合调试，将信号处理的部分程序算法在新系统中加以验证，并对算法进行了一系列改善及优化。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章监测接收机DSP模块总体方案设计

第3章基于TigerSHARC多处理器系统硬件设计

第4章电路调试

第5章频谱监测软件算法设计

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢