基于PCI的一种高速DSP数据处理系统

论文摘要

本文基于项目“HJ-1A超光谱有效载荷数据实时光谱复原处理模块“的后续研究,通过自主开发基于PCI的高速DSP数据板卡,来完成对图像数据的快速实时处理,建立与算法相匹配的地面硬件数据复原平台。文章分别从硬件和软件两部分对系统进行了详细论述。硬件电路以DSP为核心,FPGA逻辑电路,PCI接口电路等。软件系统的设计,主DSP程序的设计,PC机的图像实时接收处理,其中实时处理是整个系统的核心。“基于PCI高速DSP数据处理系统”采用TI公司的C6701实现处理,实现海量数据的高速复杂处理,选用S5933实现海量数据的高速传输来配合完成“HJ-1A超光谱有效载荷数据实时光谱复原处理模块”的地面相关硬件平台整个系统的采样逻辑控制部分由一片FPGA芯片实现,由于FPGA具有高速、高可靠性、开发周期短的特点,并可根据具体需要进行在线编程（ISP）,可多次擦写,因而具有极大的方便性。结合具体应用,给出了采集流程和一些控制电路。并就如何在PCI总线上实现图像数据的实时传输作了一些探索。驱动程序作为访问与控制硬件的软件接口,在装入计算机后是操作系统的一部分,它涉及到Windows的内核编程技术,也要求设计者对硬件知识有一定的了解。文章最后部分简要介绍了如何在Windows2000环境下开发设备底层驱动程序。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• §1.1 主要研究内容和意义
• §1.2 发展现状
• 第二章 PCI总线和PCI控制器5933的研究和分析
• §2.1 PCI总线简介
• §2.2 PCI总线信号的定义
• §2.2.1 系统信号
• §2.2.2 地址和数据信号
• §2.2.3 接口控制信号
• §2.2.4 仲裁信号
• §2.2.5 错误报告信号
• §2.2.6 中断信号
• §2.2.7 附加信号
• §2.3 PCI局部总线的特点
• §2.4 PCI控制器
• 第三章 系统硬件设计
• §3.1 DSP6701的介绍
• §3.1.1 TMS320C6701器件特征
• §3.1.2 C6701体系结构
• §3.1.3 C6701的外设接口
• §3.2 存贮器的设计
• §3.2.1 DSP中的JTAG测试电路
• §3.3 PCI总线的设计
• §3.4 板卡上FPGA的设计
• §3.5 MCBSP接口和定时器接口（兼容TTL电平）
• §3.6 电源模块和电源检测的设计
• §3.7 BOOTLOADER过程的实现
• §3.7.1 BOOTLOADER的方式和流程
• §3.7.2 程序在FLASH中的烧写
• §3.7.3 BOOTLOADER的软件过程
• §3.8 与外部系统的通讯
• §3.9 硬件的最终设计结构
• 第四章 6701板卡底层驱动的设计
• §4.1 6701板卡底层驱动的设计
• §4.2 基于6701板卡应用程序的开发
• §4.2.1 汇编语言编程
• §4.2.2 基于6701板卡的通用初始程序
• 第五章 硬件系统实现、仿真结果
• §5.1 PCI TARGET单字和DMA在局部总线64BIT模式下读写四个BAR的时序图
• §5.2 FPGA仿真结果
• §5.3 结果分析
• 第六章 课题设计过程中的问题和解决方法
• §6.1 FPGA设计过程中的毛刺现象
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附图一