双DSP并行处理系统的设计与应用研究

发布时间：2020-11-22 00:01

　　 随着电子技术的飞速发展，DSP已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件，基于DSP技术的开发应用正成为数字时代的应用技术潮流。由于各个领域的应用需求不断提高，对嵌入式系统设计提出了更高的要求。对于实时性、可靠性要求很高的多任务信号处理及多路控制方面的应用，单个DSP嵌入式系统已不能满足需求，采用多个DSP或者一个DSP加一个通用微处理器来实现成为一种必然的选择。如何构建高速、高实时、高性能的双DSP并行处理系统是本文论述的主要内容。 目前，在自动控制、电力系统等一些领域中，已有DSP+单片机、DSP+ARM的双CPU组合。随着智能控制、无速度传感器等技术的发展，需要处理的数据量越来越大，对系统的实时性和精度的要求也越来越高，单片机开始显得力不从心，而ARM由于其特点使得其应用领域受限。 首先，本文提出了一种以TMS320F2812和TMS320VC5402为核心的双DSP芯片并行处理系统。通过两片DSP芯片，较好地解决了连续采样与数据处理、事件记录之间的矛盾。对比传统的控制系统来说，双芯片的处理系统具有更高的运算能力，更多的可扩展接口，更廉价的实现成本。 其次，本文给出了基于双DSP并行处理系统的硬件结构。着重探讨了系统各功能块的设计，包括信号采集模块、信号调理模块、双DSP并行处理模块以及人机接口模块的设计，对各模块的元器件选型、功能作了详细介绍。并且，在此硬件基础上，利用专用DSP软件开发环境CCS，对两块DSP的任务做了分配；讨论了自适应采样、滤波、FFT处理和HPI通信等软件流程设计及C语言实现。 最后，探讨了双DSP并行处理系统在陶瓷窑炉燃烧监控系统的应用。通过在两片DSP芯片间之合理的分配与协调任务，可以准确的反应出窑内的温度、气氛等状况，从而使调试人员在线实时地对窑炉的热工参数进行控制。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TP338.6
【部分图文】：

通过这种方式，大批的数据以很快的速度交换，不存在数据帧的问题，很容易实现数据共享。图3一4是TMS320VC54xHPI与主机的连接框图。TMS320VC54x通过HPI与主设备相连时，除了8位HPI数据总线以及控制信号线外，不需要附加其他的逻辑电路。

据放在片内固定的地址，需要时数据可直接从片内RAM的某一固定地址读取。这个特点为多片DSP之间的并行处理提供了优越的条件。主机访问从机的流程如图3一5所示。初始化设置HPIC寄存器等等待一一个个周期期设置HPIA寄存器读/写HPID寄存器结束图3一5主机访问从机的流程图

21}H(j口)}一二丁一一了-气，一下下.面一1+(耐山。)‘”，其中，参数N为滤波器阶数，叭为低通截止频率。其幅平方特性如图4一3所示。图4一3巴特沃斯低通滤波器的幅平方特性巴特沃斯滤波器基本覆盖了过程控制中可能用到的低通滤波器。基于控制系统对滤波器的要求，即在低频段有较平坦的通带特性，在截止频率处能够迅速衰减。因此，设计一阶到五阶滤波器基本上能满足控制系统的性能要求(滤波器阶次选择过高可能造成相位延迟过大，控制系统不稳定)。MAX274芯片是一片包括四个二阶滤波器的高性能模拟滤波器，可以通过外接电阻设置其为巴特沃斯、切比雪夫或者贝塞尔滤波器，考虑到切比雪夫虽然具有非常窄的过渡带，但带内增益有波动;贝塞尔滤波器的相频特性比较理想也就是群时延特性较好，但带外哀减较慢;而巴特沃斯滤波器具有最大的带内平坦度和较好的带外衰减
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 苏冉;吴旭光;牛云;刘鑫;;基于双DSP的电力谐波补偿系统[J];工业仪表与自动化装置;2011年04期

2 吴琼之;南方;张峰;;并行DSP系统软件调试器设计与实现[J];北京理工大学学报;2011年07期

3 闫琳;鲁星;;某光电跟踪产品双DSP系统RS 422通信设计[J];现代电子技术;2011年13期

4 杨占龙;陈航;王新宏;马艳;戚茜;杨虎;;基于DSP的鱼雷声自导实时仿真系统[J];电声技术;2011年05期

5 姜涛;张云伟;何芳;;基于流处理器的图像灰度变换并行处理研究[J];电子技术应用;2011年02期

6 王丽萍;潘伟;;一种无特征提取的自然场景图像分类新方法[J];厦门大学学报(自然科学版);2011年04期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相关博士学位论文 前10条

1 高昆;基于DSP并行处理系统的虚拟仪器设计方法的研究[D];浙江大学;2002年

2 肖灿文;基于k-ary n-cube网络的高效通信[D];国防科学技术大学;2005年

3 王继胜;小平台剖面声纳的信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

4 张娜;超高速数字CMOS图像传感器关键技术研究[D];天津大学;2008年

5 张小平;高分辨率多波束成像声呐关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年

6 李戈;基于并行处理的机器人立体视觉伺服系统研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

7 马冬冬;遥感图象复原与超分辨并行处理系统设计技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

8 张旭峰;多传感器车载战场感知系统若干关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年

9 郭元曦;水声阵列信号处理的并行实现研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

10 范西昆;机载雷达空时自适应处理算法及其实时实现问题研究[D];国防科学技术大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 黄骞;双DSP并行处理系统的设计与应用研究[D];武汉理工大学;2006年

2 乔尔敏;用于统一电能质量调节器的双DSP控制器研制[D];华北电力大学（北京）;2003年

3 王永学;多媒体音频数字信号处理及实现[D];湖南大学;2001年

4 林利华;零速/极低速磁链位置观测仿真及高性能数字控制平台设计[D];南京航空航天大学;2004年

5 郑义;混合并行遗传算法在双DSP平台上的实现技术研究[D];南京航空航天大学;2004年

6 杨喆;大规模浮动车数据处理的研究与实现[D];中国科学技术大学;2010年

7 台丙勇;弹体在线检测多路信号并行处理系统研究[D];长春理工大学;2011年

8 姚成;基于软件无线电的抗干扰FSK数传通信技术研究[D];上海交通大学;2007年

9 张明志;基于DSP和FPGA的并行处理系统硬件设计[D];北京工业大学;2011年

10 蒋远松;基于双DSP的磁轴承数字控制器的研究[D];南京航空航天大学;2004年

本文编号：2893801