基于雙DSP芯片的紅外制導控制信息數據處理系統設計

摘 要： 針對紅外制導控制信息數據處理系統功能分析，提出了一種基于TMS320C6202B與ADSP?2187NBST?320雙DSP的信息數據處理系統設計方案，并從工作原理、硬件以及軟件3個方面詳細介紹了系統的設計和實現方法。由主DSP負責整個信息數據處理系統的任務管理、調度以及數值計算；從DSP負責管理I/O模塊上的模擬量采集與輸出、離散量的采集與輸出。具有極高的通用性和可擴展性，并極大地簡化了系統開發過程。

關鍵詞： 紅外制導控制系統； 信息數據處理系統； TMS320C6202B； ADSP?2187NBST?320

中圖分類號： TN911.7?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）07?0026?03

0 引 言

現代空戰中，裝備高精度制導武器已成為必然趨勢，采用紅外制導技術實現精確打擊是現代戰爭的一個方向。通過研究國外紅外制導武器的裝備現狀和發展前沿技術，設計了用于紅外制導控制的信息數據處理系統，本系統具有高可靠性、靈活性等優點。

1 紅外制導控制系統硬件總體設計

紅外制導控制系統[1]按照功能劃分為三大功能板塊，由DSP處理器板塊和I/O板塊組成內部數據處理系統及外部的飛控計算機。其紅外制導控制信息數據處理系統圖如圖1所示。DSP處理器板塊控制I/O板塊，DSP模塊主要負責系統管理、數值運算；I/O處理模塊主要負責模擬量、離散量的采集和輸出。

2 紅外制導控制信息數據處理系統硬件功能設計

紅外制導控制信息數據處理系統硬件由主、從DSP及外圍電路、RS 232接口電路、A/D采集等電路組成，

2.1 主處理器

TMS320C6202B[2]是DSP模塊上的主處理器，它負責整個導引頭信息處理平臺系統的任務管理、調度以及數值計算。該芯片為32位定點DSP，芯片內部繼承了128 KB片內FLASH存儲器及豐富的控制外圍設備，為系統設計提供了一個理想的解決方案；外部存儲接口（EMIF接口），提供了DSP訪問片外存儲器的訪問途徑，提供了對FLASH、SBSRAM以及雙口存儲器的訪問控制信號的途徑；芯片最大工作頻率為250 MHz，高速的計算能力可以完成復雜的信號處理和控制算法、提高采樣頻率實現數據處理的高性能控制。

DSP[3]的外圍電路包括JTAG接口、時鐘、電源及復位電路。其中時鐘選用50 MHz外部有源晶振，通過CPU內部PLL電路4倍頻后作為處理器的工作頻率，即200 MHz；復位電路選用RC上電復位電路，一方面需保證復位低電平時間足夠長，保證DSP可靠復位，另一方面要保證穩定性良好；電源芯片選用TI 公司的TPS70348，該正可調穩壓器可提供 5 A的輸出電流，給主DSP和從DSP分別提供3.3 V和1.5 V的工作電源。

2.2 從處理器

從處理器選用AD公司的ADSP?2187NBST?320[4]，該芯片具有運算速度快、高性能、高可靠、低功耗等特點。它采用3.3 V和1.8 V電壓供電，處理能力最大為80 MIPS，ADSP2187N內部采用哈佛結構——程序總線與數據總線采用獨立的總線結構，具有獨立的程序存儲器和數據存儲器。

ADSP2187N的工作方式[4]包括：全存儲器方式（Full Memory Mode）、主機方式（Host Mode）。紅外制導控制信息數據處理系統中的ADSP2187N工作在主機方式下。當ADSP2187N工作在主機方式下時，ADSP2187N的程序只能夠存儲在DSP內部，外部地址線只有A0一根，支持16位DMA方式——IDMA。由于只有A0一根地址線，所以2187N對外部尋址能力有限。在這種工作方式下，ADSP2187N不允許執行程序存放在外部。

IDMA方式有效地提供了主機與ADSP2187N間的通信。在這種DMA方式下，16位接口可以在一個DSP周期內，完成對DSP內部的PM、DM的訪問。但主機接口無法訪問2187N內部地址映射的控制寄存器。用ADSP2187N執行來自IDMA接口的程序，它負責管理I/O模塊上的模擬量采集與輸出、離散量的采集與輸出。

2.3 IDMA接口

IDMA接口是主處理器與從處理器通信的通道，TMS320C6202B可以通過ADSP2187N的IDMA接口直接訪問其片上RAM。此外，ADSP2187N沒有片內可固化程序的FLASH存儲器，它的程序需要C6202B通過ADSP2187N的IDMA接口來加載。

IDMA接口電路包括IDMA接口和中斷申請電路。該接口采用16位總線接口，傳輸過程中，16位總線地址數據分時使用。IDMA接口采用異步應答通信方式，將IDMA接口的16位數據地址復用總線接在C6202B的EMIF接口上。當C6202B訪問AD2187N內部資源時，在CPLD內實現兩者間的控制。此外，由AD2187N的離散量輸出FL2實現中斷請求信號，用于實現AD2187N與TMS320C6202B之間的信息通信，所示。

3 紅外制導控制信息數據處理系統軟件功能

設計

紅外制導控制信息數據處理系統（以下簡稱信息數據處理系統軟件）主要實現了對信息數據處理系統底層硬件系統的實時控制和自身的硬件測試。系統軟件包括系統初始化、BIT測試軟件和設備驅動等內容，以標準DRIVER的形式提供使用。

初始化軟件實現對系統中各接口、硬件的初始化，包括DSP初始化及所有變量的初始化。

BIT測試軟件主要用于檢測信息數據處理系統處理器相關硬件的功能是否正常。BIT測試軟件為自檢BIT。上電后，BIT對導引頭信息處理平臺自身資源進行檢測，包括存儲器檢測，A/D檢測，D/A檢測和離散量檢測，旨在對導引頭信息處理平臺的資源進行全面測試。測試的結果信息由RS 232接口向外發送。其自測試的軟件

設備驅動是導信息數據處理系統的接口設備驅動軟件，這些設備主要包括RS 232，A/D，D/A，離散量輸入、離散量輸出等。

4 結 論

通過主、從DSP芯片處理應用于紅外制導控制信息數據處理系統上大大提高了硬件的集成度和靈活性，調試方便、便于系統硬件中故障的定位。主、從DSP的紅外制導控制信息數據處理系統硬件設計方案，彌補了單個DSP不能完成多項數字功能處理的缺點，使系統功能劃分更為合理，便于系統進行擴展。

參考文獻

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