基于FPGA+DSP的雷達高速數據采集系統的實現

　　3．2 異步FIFO接口時序

　　AD9235與FPGA接口設計應仔細考慮ADC轉換時鐘、FIFO寫時鐘及所選中間邏輯器件的時序和延時特性，以保證正確地設置采樣時鐘。AD-9235的采樣數據在延時7個采樣周期后出現在數據線上，圖4為A／D與FIFO接口時序。

圖4 A／D與FIFO接口時序

　　讀FIFO操作，利用EMIF外部存儲器的控制信號，包含有：輸出使能位和讀使能以及外部空間片選信號。讀寫時序如圖3，輸出使能和外部空間片選信號低時，異步FIFO讀使能RD_EN有效，當讀使能位為低時，待讀出的數據進行初始化，隨后會跳變?yōu)楦唠娖?，異步RD_CLK端產生上升沿，此時異步FIFO中數據被讀出。圖1中的HALF_FULL位直接與TMS320C6201外部存儲區(qū)域中斷EXT-INT5觸發(fā)連接，當FIFO緩存達到半滿時，上升沿觸發(fā)DSP外部中斷，DSP啟動DMA(直接數據存儲)以突發(fā)方式讀取FIFO數據，在時鐘CLOCKOUT1下讀取FIFO存儲數據。EMIF與FIFO的讀邏輯關系為；。

　　圖5為異步FIFO仿真圖，輸入數據寬度12位，輸出數據寬度為24位。讀時鐘為50置MHz，寫時鐘為30 MHz。

和讀使能以及外部空間片選信號。讀寫時序如圖3，輸出使能和外部空間片選信號低時，異步FIFO讀使能RD_EN有效，當讀使能位為低時，待讀出的數據進行初始化，隨后會跳變?yōu)楦唠娖剑惒絉D_CLK端產生上升沿，此時異步FIFO中數據被讀出。圖1中的HALF_FULL位直接與TMS320C6201外部存儲區(qū)域中斷EXT-INT5觸發(fā)連接，當FIFO緩存達到半滿時，上升沿觸發(fā)DSP外部中斷，DSP啟動DMA(直接數據存儲)以突發(fā)方式讀取FIFO數據，在時鐘CLOCKOUT1下讀取FIFO存儲數據。EMIF與FIFO的讀邏輯關系為；。

　　圖5為異步FIFO仿真圖，輸入數據寬度12位，輸出數據寬度為24位。讀時鐘為50置MHz，寫時鐘為30 MHz。

圖5 異步FIFO仿真圖

　　4 設計應注意問題

　　若用異步FIFO中的FULL信號作為中斷源，滿信號位FULL有效，觸發(fā)DMA開始傳輸，在滿信號和DMA傳輸之間，A／D采集時鐘仍然驅動A／D轉換器，會覆蓋之前存儲的采集數據，造成數據丟失；若采用HALF-FULL信號作信號標志位，半滿時候，開始DMA傳輸，不用中斷數據采集，由于A／D寫入速度低于EMIF讀出速度，也不會造成數據覆蓋。

　　FPGA內部的異步FIFO數據總線與TMS320C6201的數據總線相連，應注意數據采集與TMS320C6201訪問外設間的總線沖突。應保證沒有長時間占用數據總線的外部設備，否則造成采集數據丟失。

　　5 結論

　　針對雷達的回波信號，設計基于FPGA與DSP的高速數據采集系統，介紹了雷達前端信號A／D外圍轉換電路，利用DCM和異步FIFO實現ADC與高速DSP間的數據緩沖，以保證采集數據的有效傳輸。系統采樣率為30 MHz，采樣精度為12位，異步存儲緩沖FIFO大小為6 kbits，能較好地滿足高速采集要求。FIFO與DSP采用24位數據接口，讀取FIFO采用DMA數據傳輸，較充分利用DSP資源，提高了系統實時處理的能力。