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多功能數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

—— Design of Multifunctional Data Acquisition and Processing System
作者:趙磊 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第20研究所 時(shí)間:2010-07-16 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/110979.htm

  與處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是現(xiàn)代信號(hào)處理系統(tǒng)的基礎(chǔ),被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、圖像處理等領(lǐng)域。近年來(lái),隨著信息科學(xué)的高速發(fā)展,人們面臨的信號(hào)處理任務(wù)越來(lái)越繁重,對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。所用系統(tǒng)要求具有處理大量高速數(shù)據(jù)的能力,這就要求系統(tǒng)硬件達(dá)到很高的運(yùn)算速度,并且軟件處理程序也盡可能優(yōu)化,以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。同時(shí),伴隨著電子產(chǎn)品應(yīng)用的多樣化,電路設(shè)計(jì)的通用性也受到了大家的重視。

  器件選型

  A/D采樣芯片

  凌力爾特(Linear)的LTC2260是一種14 bit ADC,它具有105 Msps的采樣率,功耗僅為106mW,顯著減少了用于高速的功率預(yù)算,同時(shí)集成有高性能采樣保持電路,提供CMOS兼容的輸出,輸入信號(hào)和采樣時(shí)鐘均支持差分模式。LTC2260具有以下特點(diǎn):信噪比73.4dB,無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍85dB,單1.8V電源,滿功率帶寬800MHz,CMOS、DDR CMOS或DDR LVDS輸出,可選輸入范圍1VP-P 至 2VP-P。

  

  在的選型中,通過(guò)對(duì)算法所需資源的估算和充分考慮器件的適用性,選用Altera公司StratixⅢ系列的EP3SE260。

  StratixⅢ擁有功能強(qiáng)大的模塊,速度高達(dá)550MHz,具有896個(gè)18×18的乘法器,支持可變位寬,支持基本乘法器、求和、累加、級(jí)聯(lián)、取整、飽和以及桶形移位寄存器等功能。EP3SE260資源如表1所示。

  

  本設(shè)計(jì)中選用ADI公司的新一代ADSP TS201S數(shù)字信號(hào)處理器,兼有和ASIC信號(hào)處理性能和指令集處理器的高度可編程性,適用于大存儲(chǔ)量、高性能、高速度的信號(hào)處理領(lǐng)域。ADSP TS201S采用超級(jí)哈佛結(jié)構(gòu),靜態(tài)超標(biāo)量操作適合多處理器模式運(yùn)算,可直接構(gòu)成分布式并行系統(tǒng)和共享存儲(chǔ)式系統(tǒng),專(zhuān)為大的信號(hào)處理任務(wù)和通信結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

  硬件電路設(shè)計(jì)

  本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了四路A/D,采樣后的數(shù)字信號(hào)送到FPGA進(jìn)行預(yù)處理,F(xiàn)PGA同時(shí)為系統(tǒng)提供時(shí)鐘、對(duì)A/D和D/A進(jìn)行控制、與DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,還要為CPCI接口的實(shí)現(xiàn)提供時(shí)序邏輯和通信接口,DSP做相應(yīng)的算法處理,四路D/A可提供測(cè)試信號(hào)和自檢信號(hào),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。


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