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基于多处理器的数字电路系统设计和实现
作 者: 赵欣
导 师: 姜建国;张建平
学 校: 西安电子科技大学
专 业: 软件工程
关键词: 多数字信号处理器 数字电路 并行处理 网络构架
分类号: TN79
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 43次
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内容摘要
伴随着嵌入式技术的发展,数字信号处理器(DSP)在通讯、计算机等中得到了广泛的应用。但由于现代雷达、声纳信号处理运算量大,实时性强,所以用单片DSP处理器已经很难满足系统的要求。因此,采用多片DSP构成并行处理系统来实现实时数字信号处理变得越来越重要。本文简要概括了数字信号处理的理论基础和基本结构,并针对接收机系统的数字化处理,提出了基于多DSP并行处理的系统设计思想。利用网络技术,采用多个处理器芯片,设计了一个基于数字电路系统的硬件平台。该系统采用了两片DSP并行工作;通过FPGA实现A/D转换的自动控制和采集;并运用FIFO实现DSP和ARM间的通讯;在此基础上,对各部分电路的关键设计作出了分析和研究,并运用相应的测试方法验证方案的正确性。本文所采用的思想和设计的方法,具有一定的通用性,对与多处理器相关的应用都有一定的借鉴意义。测试结果表明,在用数字电路系统将接收机数字化后,其采集的精确度和准确度都得到了进一步的提高。多处理系统设计是一门综合性很强的应用领域,涉及到系统结构、网络拓扑、并行算法、以及实时操作系统等多个方面,在本文中只对三片处理器的并行工作进行了研究;因此,以后本文还需在多处理器网络构架方面、多处理器间通讯方面和多处理器并行工作方面做进一步的研究。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-8 第一章 绪论 8-14 1.1 选题背景及研究意义 8 1.2 国内外现状 8-12 1.2.1 国外研究现状 8-10 1.2.2 国内研究现状 10-11 1.2.3 DSP技术展望 11-12 1.3 主要研究内容 12-13 1.4 论文结构 13-14 第二章 数字电路系统相关技术 14-22 2.1 DSP应用技术 14-15 2.1.1 DSP芯片的基本结构 14-15 2.1.2 DSP系统的特点 15 2.2 FPGA技术 15-16 2.3 嵌入式技术 16-20 2.3.1 嵌入式系统的概念 16 2.3.2 嵌入式系统的特点 16-17 2.3.3 嵌入式系统的应用 17-20 2.4 小结 20-22 第三章 数字电路系统总体设计 22-28 3.1 接收机系统平台设计 22 3.2 数字电路系统平台设计 22-24 3.3 信号采集系统设计 24 3.4 系统电磁兼容设计 24-26 3.4.1 电路滤波设计 25 3.4.2 电源抗干扰设计 25 3.4.3 布局布线设计 25-26 3.5 小结 26-28 第四章 数字电路系统硬件设计和实现 28-44 4.1 数字电路系统的组成 28-29 4.2 DSP模块电路设计 29-35 4.2.1 ADSP-TS101的特性 29-30 4.2.2 DSP模块的设计与实现 30-35 4.3 系统时钟模块的设计 35-36 4.4 以太网智能通讯模块设计 36-39 4.4.1 组成 36-37 4.4.2 工作原理 37 4.4.3 软件结构 37-39 4.4.4 ARM处理器特性 39 4.5 AD采集模块设计 39-41 4.5.1 器件特性 39-40 4.5.2 AD工作过程 40-41 4.6 DA模块设计 41-42 4.6.1 器件特性 41 4.6.2 DA模块工作过程 41-42 4.7 开关量输入和输出模块设计 42 4.7.1 开关量输出模块设计 42 4.7.2 开关量输入模块设计 42 4.8 小结 42-44 第五章 数字电路系统FPGA设计和实现 44-64 5.1 FPGA概述 44-46 5.2 FPGA配置电路 46-48 5.2.1 Xilinx FPGA芯片配置过程 46 5.2.2 Xilinx FPGA配置电路分类 46-47 5.2.3 主模式配置电路 47-48 5.3 ISE开发环境 48-49 5.3.1 ISE简介 48-49 5.3.2 iMPACT综述 49 5.4 FPGA模块设计 49-62 5.4.1 译码功能模块 49-50 5.4.2 复位功能模块 50-51 5.4.3 开关量输入和输出模块设计 51-53 5.4.4 数模转换和数模转换模块设计 53-58 5.4.5 异步通讯模块设计 58-62 5.5 小结 62-64 第六章 数字电路系统的检测 64-72 6.1 VISUALDSP++简介 64-65 6.2 数字电路系统检测软件设计 65-71 6.2.1 检测软件的组成 65-66 6.2.2 测试软件 66-70 6.2.3 回放软件 70-71 6.3 小结 71-72 第七章 结束语 72-74 7.1 总结 72 7.2 展望 72-74 致谢 74-76 参考文献 76-77
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 数字电路
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