原標(biāo)題：基于ADSP－TS201DSP芯片和PCI總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)PMC數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)

基于ADSP-TS201DSP芯片和PCI總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)PMC數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)，主要涉及到硬件架構(gòu)、信號(hào)處理流程、以及接口實(shí)現(xiàn)等方面。以下是對(duì)該設(shè)計(jì)方案的詳細(xì)闡述：

一、硬件架構(gòu)

1. 核心芯片選擇

• ADSP-TS201DSP芯片：作為系統(tǒng)的核心處理單元，ADSP-TS201S是TigerSHARC處理器系列中的一款高性能DSP芯片，適合用于執(zhí)行計(jì)算密集型實(shí)時(shí)功能的信號(hào)處理應(yīng)用。它采用靜態(tài)超標(biāo)量架構(gòu)，將RISC、VLIW和標(biāo)準(zhǔn)DSP功能組合在一起，對(duì)定點(diǎn)和浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型都有固有支持。

2. 模塊化設(shè)計(jì)

• 采用母板加背板的系統(tǒng)架構(gòu)，提高模塊化程度和靈活性。例如，系統(tǒng)可以由一塊用作數(shù)據(jù)處理的母板、一塊數(shù)據(jù)采集的AD板和一塊DA變換的DA板組成，以構(gòu)建完整的信號(hào)處理系統(tǒng)。

3. PMC背板標(biāo)準(zhǔn)

• PMC（PCI Mezzanine Card）背板標(biāo)準(zhǔn)基于PCI協(xié)議，物理接口由4個(gè)64管腳的接插件組成（PN1, PN2, PN3, PN4）。PMC背板為獲得高速數(shù)據(jù)傳輸和擴(kuò)展母板系統(tǒng)功能提供了良好方案。

二、信號(hào)處理流程

1. 信號(hào)采集

• 使用高性能的A/D芯片（如AD6645）對(duì)中頻模擬信號(hào)進(jìn)行A/D變換，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的數(shù)字化。

2. 數(shù)字下變頻（DDC）

• 數(shù)字化后的信號(hào)經(jīng)過DDC芯片（如GC4016）進(jìn)行數(shù)字下變頻處理，調(diào)整信號(hào)的頻率和速率。DDC芯片提供多個(gè)獨(dú)立的下變頻通道，每個(gè)通道可配置不同的參數(shù)（如載頻、相位、濾波器系數(shù)等）。

3. FPGA處理

• FPGA（如ALTERA公司的EP2S60F484C5）在系統(tǒng)中扮演重要角色，用于實(shí)現(xiàn)局部總線處理器與PCI-IO接口芯片的通信，控制接口芯片實(shí)現(xiàn)局部總線和PCI總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換。同時(shí)，F(xiàn)PGA還可以設(shè)計(jì)DDC模塊，對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的預(yù)處理。

4. 數(shù)據(jù)傳輸

• 處理后的數(shù)據(jù)通過PMC背板的PCI總線接口（PN1～PN3）或自定義的高速接口（PN4）傳輸至主機(jī)或數(shù)據(jù)處理母板。

三、接口實(shí)現(xiàn)

1. PCI-IO接口芯片

• 選用先進(jìn)的PCI-IO接口芯片（如PLX公司的PCI9656），可完成64 bit/66 MHz PCI總線和32 bit/66 MHz用戶局端總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換。

2. 接口控制邏輯

• FPGA和PCI-IO接口芯片協(xié)同工作，完成PCI總線上控制命令的譯碼、數(shù)據(jù)的采集、緩存、以及通過PCI總線或用戶自定義接口的數(shù)據(jù)傳輸。

四、軟件設(shè)計(jì)

1. 驅(qū)動(dòng)程序

• 使用PLX公司提供的軟件開發(fā)包（SDK）生成驅(qū)動(dòng)程序，該驅(qū)動(dòng)程序直接應(yīng)用于操作系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)翻譯主機(jī)應(yīng)用程序發(fā)送的消息為PCI總線上的I/O操作信息。

2. 主機(jī)應(yīng)用程序

• 主機(jī)應(yīng)用程序基于PLX SDK中的APIDLL（如PlxApi.dll），利用VC++等編程語言開發(fā)。它負(fù)責(zé)DDC控制寄存器的配置、數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理的控制、中斷的控制、數(shù)據(jù)的采集與存盤等工作。

五、系統(tǒng)測試與驗(yàn)證

• 在完成硬件和軟件設(shè)計(jì)后，使用邏輯分析儀（如Agilent1682AD）和實(shí)際的MF-TDMA衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行測試驗(yàn)證。

• 測試內(nèi)容包括PCI接口的時(shí)序測試、數(shù)據(jù)采集卡的總體性能測試等。

• 測試結(jié)果證明，該系統(tǒng)可以穩(wěn)定工作，能夠準(zhǔn)確采集到MF-TDMA中頻信號(hào)，并進(jìn)行有效的處理。

綜上所述，基于ADSP-TS201DSP芯片和PCI總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)的PMC數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)，充分利用了高性能DSP芯片和模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了高速、靈活的數(shù)據(jù)采集和處理功能。