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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。

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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