基于獨立DSP平臺的實時衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的設(shè)計

2.2 自舉引導(dǎo)功能的實現(xiàn)
　　為了保證接收機(jī)能夠脫離主機(jī)獨立工作，本設(shè)計采用ROM自舉加載模式，接收機(jī)程序作為固件存儲在外部的非易失存儲器Flash中，DSP復(fù)位后，先把外部存儲的程序加載到片上高速內(nèi)存中，然后順序執(zhí)行片上RAM中的程序。由于C64x只自動復(fù)制1 KB到片上內(nèi)存，而接收機(jī)的程序遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個數(shù)量，所以需要采用二級程序加載的方法。二級程序加載按照如下方式進(jìn)行：
　　編寫二次引導(dǎo)程序代碼，然后燒寫到Flash中。系統(tǒng)復(fù)位后，DSP將通過EDMA控制器按照默認(rèn)的時序自動二次引導(dǎo)代碼加載到片上內(nèi)存的首地址中，傳輸完成后CPU從首地址開始執(zhí)行這段二次引導(dǎo)程序。二次引導(dǎo)代碼首先配置EMIFB的相關(guān)寄存器,使其工作在16 bit總線時序下，然后將衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)相關(guān)程序加載到CPU的片上指定空間。當(dāng)二次引導(dǎo)程序執(zhí)行完畢后自動跳轉(zhuǎn)到主程序的入口處，開始執(zhí)行軟件接收機(jī)的相關(guān)程序。
　　值得注意的是本設(shè)計中Flash采用16 bit數(shù)據(jù)線，所以EMIFB的地址線的最低位BEA1沒有連接到Flash芯片地址線的最低位A-1，而C64x在ROM加載模式下是使用默認(rèn)時序8 bit加載，即在自加載情況下EMIFB不能訪問本設(shè)計中Flash的奇地址。為了保證自加載成功，需要對二次引導(dǎo)程序生成的二進(jìn)制（.bin）文件進(jìn)行修改，將有效數(shù)據(jù)存放在偶地址單元，在奇地址單元填充任意數(shù)據(jù)。圖5所示為16 bit Flash與DSP的連接及自舉示意圖。

2.3 接收機(jī)任務(wù)調(diào)度設(shè)計
　　軟件接收機(jī)程序是在CCS3.1開發(fā)環(huán)境下用C語言開發(fā)移植完成的。由于DSP平臺資源有限，為了滿足實時性，TI公司的DSP/BIOS操作系統(tǒng)將應(yīng)用程序按線程結(jié)構(gòu)化設(shè)計，每個線程完成1個模塊化的功能，并允許高優(yōu)先級線程搶占低優(yōu)先級線程以及線程間的同步和通信[5]。把接收機(jī)的跟蹤、捕獲、定位等功能模塊設(shè)置成相互獨立的線程，線程之間的切換通過硬件中斷或軟件中斷來實現(xiàn)，并根據(jù)實時性要求為各個線程分配優(yōu)先級，其中跟蹤優(yōu)先級最高，捕獲優(yōu)先級最低，定位線程通過周期(PRD)函數(shù)來實現(xiàn)，優(yōu)先級介于跟蹤和捕獲之間。軟件接收機(jī)各個線程的功能以及它們之間的關(guān)系如下：
　　(1) 數(shù)據(jù)采集硬件中斷
　　EDMA觸發(fā)的硬件中斷具有最高優(yōu)先級。該中斷由McBSP端口產(chǎn)生，并通過EDMA中斷觸發(fā)，每20 ms中斷1次。中斷響應(yīng)程序中主要完成乒乓緩沖區(qū)的切換和數(shù)據(jù)拷貝工作。中斷處理完成后，會立刻觸發(fā)跟蹤軟中斷，以保證及時完成衛(wèi)星信號的跟蹤。
　　(2) 信號處理軟中斷
　　跟蹤線程軟中斷處理程序如果發(fā)現(xiàn)有需要跟蹤的導(dǎo)航衛(wèi)星，則對緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤運算。跟蹤線程結(jié)束后，會根據(jù)當(dāng)前DSP處理器占用情況分時隙調(diào)用捕獲軟中斷。跟蹤線程具有最高的軟中斷優(yōu)先級。該中斷執(zhí)行時間與同時跟蹤的衛(wèi)星數(shù)量有關(guān)。
　　捕獲線程中斷處理程序可被所有其他線程搶占，當(dāng)所有高優(yōu)先級的線程執(zhí)行完畢后，捕獲才能繼續(xù)執(zhí)行。捕獲線程對緩沖區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行捕獲處理，將已捕獲的衛(wèi)星信息告知系統(tǒng)，以在下一次硬件中斷后對其進(jìn)行跟蹤，在DSP平臺的平均執(zhí)行時間為50 ms。