基于FPGA+DSP+PPC的信号处理平台的设计与实现

论文摘要

信号处理平台广泛应用于雷达、通信等领域。本文介绍了一种基于FPGA+DSP+PowerPC架构的信号处理平台,设计并实现了该平台,证实了该设计的可行性。本文基于核心器件的发展现状、功能特点以及信号处理平台的需求,给出了一种接口丰富、功能强大、通用性好的信号处理平台的设计方案。完成了包含RapidIO接口电路、DSP数据处理电路、PowerPC终端显示电路,以及系统电源、时钟、复位电路的软、硬件设计。RapidIO接口电路由Xilinx的V5系列的XC5VLX110T及相应的辅助电路组成,电路灵活、高效,传输速率可达3.125Gbps。数据处理电路由TI的C6000系列DSP即TMS320C6416T及FLASH、SDRAM等电路组成,TMS320C6416T的主频高达1GHZ,可以完成大量数据的运算。PowerPC终端显示电路由Freescale公司的MPC8548以及DDR2、千兆以太网接口电路组成,配合VxWorks操作系统与上位机通信完成命令下发和数据上传等工作。并对电路板进行了系统测试和误差分析,测试结果表明研制的电路合理可行,满足信号处理平台的设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景及意义
• 1.2 信号处理平台研究现状
• 1.3 本论文的研究内容及创新点
• 1.3.1 论文研究内容
• 1.3.2 论文创新点
• 1.4 本论文的结构安排
• 第二章 信号处理平台的器件选择与设计方案
• 2.1 信号处理平台的主要功能
• 2.2 信号处理平台的主要性能指标
• 2.3 器件选型
• 2.3.1 FPGA的选型与XC5VLX110T介绍
• 2.3.2 DSP的选型与TMS320C6416T介绍
• 2.3.3 PowerPC的选型与MPC8548E的介绍
• 2.4 信号处理平台的硬件设计方案
• 2.4.1 电源模块的电路设计
• 2.4.2 时钟模块的电路设计
• 2.4.3 复位电路的设计
• 2.4.4 FPGA复位设计
• 2.4.5 DSP与PowerPC的复位设计
• 2.4.6 外围电路复位设计
• 2.5 本章小结
• 第三章 FPGA与DSP的硬件设计和验证
• 3.1 FPGA的配置电路设计
• 3.2 RAPIDIO的电路设计
• 3.3 RAPIDIO的测试
• 3.4 TMS320C6416T的配置电路设计
• 3.5 1553B通信接.电路设计与软件调试
• 3.6 本章小结
• 第四章 POWERPC的硬件设计与验证
• 4.1 POWERPC的电路设计
• 4.1.1 PowerPC的DDR2电路设计
• 4.1.2 PowerPC的千兆以太网的设计
• 4.2 VXWORKS简介
• 4.3 VXWORKS的组成部件
• 4.4 VXWORKS系统BSP分析
• 4.5 VXWORK启动过程分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 电路PCB及完整性设计
• 5.1 信号完整性分析
• 5.1.1 传输线理论
• 5.1.2 反射与匹配
• 5.1.3 串扰及其抑制措施
• 5.1.4 电磁兼容及其设计
• 5.2 高速PCB设计
• 5.2.1 PCB整体布局
• 5.2.2 PCB叠层设计
• 5.2.3 阻抗控制
• 5.3 关键信号的仿真
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录