介紹了基于TI公司TMS320F2812型DSP的信息處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采用2片TMS320F-2812 DSP，利用其豐富的片上資源和較高的數(shù)據(jù)處理能力，建立了一個(gè)具有速度快、功能強(qiáng)、價(jià)格低廉，通用性強(qiáng)等特點(diǎn)的信息處理系統(tǒng)雙機(jī)平臺(tái)。該平臺(tái)彌補(bǔ)了單個(gè)DSP系統(tǒng)在處理大量數(shù)據(jù)輸入/輸出和接口突發(fā)信號(hào)時(shí)，引起系統(tǒng)不穩(wěn)定從而造成數(shù)據(jù)丟失這一缺陷，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。TMS320F2812-DSP雙機(jī)平臺(tái)可作為嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用軟件，其應(yīng)用可拓展到光學(xué)網(wǎng)絡(luò)、汽車控制、生物測(cè)定學(xué)等新興應(yīng)用領(lǐng)域。
　　1 引言
　　在信息處理系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)本身精度要求越來(lái)越高，所需處理的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，要求數(shù)據(jù)處理的速度越來(lái)越高，這就對(duì)系統(tǒng)的硬件提出了更高的要求。TMS320F2812（以下簡(jiǎn)稱F2812）是美國(guó)德州儀器公司（TI）推出的功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越的32位定點(diǎn)DSP，具有150 MI/s的處理能力和強(qiáng)大的事件管理及嵌入式控制能力，片內(nèi)集成有150 kxl6 bit存儲(chǔ)器、16通道12位高性能A/D轉(zhuǎn)換器、2個(gè)事件管理器（EVA和EVB）、3個(gè)32位定時(shí)器、5個(gè)串行接口（2個(gè)SCI、1個(gè)SPI、1個(gè)CAN、1個(gè)McBSP），支持45個(gè)外設(shè)中斷（3個(gè)擴(kuò)展中斷），最多56個(gè)GPIO引腳，可外擴(kuò)超過(guò)l Mxl6 bit的存儲(chǔ)器。該器件既具備數(shù)字信號(hào)處理器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，又像微處理器那樣具有適于控制的片內(nèi)外設(shè)及接口，可謂實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)處理器與微處理器的最佳結(jié)合。這一高度集成化的芯片為高精度控制應(yīng)用提供了一整套的片上系統(tǒng)，極大地降低了系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)功耗低，實(shí)時(shí)性高，靈活性強(qiáng)；另一方面，F(xiàn)2812與TMS320F24x/LF240x（以下簡(jiǎn)稱F24x/240x）原代碼及部分功能相兼容，使其應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，從電機(jī)數(shù)字控制領(lǐng)域拓展到光學(xué)網(wǎng)絡(luò)、汽車控制、生物測(cè)定學(xué)等新興應(yīng)用領(lǐng)域。具體有生物測(cè)定學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中的人力資源管理、汽車及家庭安全系統(tǒng)和身體入口控制等?？傊?，憑借F2812強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力及高度集成化程度，其應(yīng)用范圍還有很大的拓展空間。
　　在通常的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，采用單一CPU擔(dān)任數(shù)據(jù)采集和處理工作，但在實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，單一CPU常常因?yàn)榇罅繑?shù)據(jù)輸入/輸出和接口突發(fā)信號(hào)直接影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的正常工作，為了解決單一CPU系統(tǒng)在高速模數(shù)（A/D）或數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換中的這一缺陷，本文采用兩片F(xiàn)2812構(gòu)成雙機(jī)平臺(tái)（分別稱為A機(jī)和B機(jī)），分別完成信號(hào)的轉(zhuǎn)換（A機(jī)）和與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通信（B機(jī)），而A機(jī)和B機(jī)之間通過(guò)雙口RAN進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。另外USB接口具有即插即用、熱插拔、傳輸速度快、通用性強(qiáng)、易擴(kuò)展和性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，USB2.O接口的最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)480Mb/s．通過(guò)USB2.0接口實(shí)現(xiàn)F2812 DSP雙機(jī)平臺(tái)與PC機(jī)的連接，不僅數(shù)據(jù)傳輸速率滿足要求，而且較為方便實(shí)用。這樣提高了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)算速度，使整機(jī)具有良好的性能提升空間。
　　限于篇幅有限，僅給出F2812 DSP雙機(jī)平臺(tái)、信號(hào)調(diào)理和A/D模塊的硬件設(shè)計(jì)和軟件流程。
　　2 F2812雙機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　2.1 DSP雙機(jī)平臺(tái)模塊硬件設(shè)計(jì)
　　TMS320F2812 DSP雙機(jī)平臺(tái)功能框圖如圖l所示?，F(xiàn)將各部分的功能介紹如下：
　　
　?。?）A機(jī)：主要完成4路模擬信號(hào)的實(shí)時(shí)A/D、 D/A轉(zhuǎn)換。需要擴(kuò)展256 kxl6 bit RAM、16 kxl6 bit雙口RAM、高速4路12 bit D/A轉(zhuǎn)換器、1路RS-422異步串行接口（備用），4路模擬輸入信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊連接A/D轉(zhuǎn)換器接口。
　　（2）B機(jī)：主要完成USB2.O接口數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)調(diào)整和操作-控制命令解析、系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示。需要擴(kuò)展256 kxl6 bit RAM、16 kxl6 bit雙口RAM、512 kxl6 bit Flash、USB2.0接口模塊、液晶顯示屏-鍵盤(pán)-聲光指示模塊、1路RS-422異步串行接口（備用）。
　?。?）A機(jī)和B機(jī)通過(guò)外擴(kuò)雙口RAM器件共用存儲(chǔ)區(qū)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，共用30 MHz外部晶體振蕩器（時(shí)鐘源）。
　?。?）電源模塊提供5路直流電源：±12 V（模擬）、+5 V（數(shù)字）、+3.3 V（數(shù)字）、+1.9 V（數(shù)字）。
　?。?）信號(hào)調(diào)理模塊：4路雙極性模擬輸入信號(hào)不能直接接入F2812 DSP的A/D輸入引腳，需要經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊，將信號(hào)的最大電壓幅值調(diào)整到F2812 DSP A/D輸入允許的范圍之內(nèi)（0 V~+3 Vp-p），再輸入至ADC。
　?。?）D/A模塊：4路高速12 bit D/A轉(zhuǎn)換器輸出，建立時(shí)間小于120 ns。
　?。?）USB2.0接口模塊：通過(guò)USB2.0接口實(shí)現(xiàn)F2812 DSP（B機(jī)）與PC機(jī)的物理連接，實(shí)現(xiàn)F2812DSP與PC機(jī)平臺(tái)的數(shù)據(jù)交互。
　?。?）CPLD邏輯控制電路：實(shí)現(xiàn)F2812 DSP各個(gè)外部擴(kuò)展功能模塊的片選地址譯碼。
　　該模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。由于兩片F(xiàn)2812 DSP的引腳連接基本相同，按照通用性強(qiáng)、接口清晰簡(jiǎn)捷、資源引出最大化、兼顧構(gòu)建雙機(jī)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)單一F2812 DSP模塊，再由單一F2812 DSP模塊組建雙機(jī)平臺(tái)原理樣機(jī)。這樣只需要設(shè)計(jì)出一種F2812 DSP的PCB板，降低了風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省了時(shí)間和加工費(fèi)用。在雙機(jī)平臺(tái)原理樣機(jī)調(diào)試通過(guò)、軟件調(diào)試通過(guò)和系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，可以再進(jìn)行F2812 DSP雙機(jī)平臺(tái)的整體模塊二次設(shè)計(jì)。