AdminDSP系统的硬件设计又称为目标板设计,是在考虑算法需求、成本、体积和功耗核算的基础上完成的,一个典型的DSP目标板主要包括:
DSP芯片及DSP基本系统
程序和数据存储器
数/模和模/数转换器
模拟控制与处理电路
各种控制口和通信口
电源处理电路和同步电路
系统硬件设计过程:
第一步:确定硬件实现方案;
在考虑系统性能指标、工期、成本、算法需求、体积和功耗核算等因素的基础上,选择系统的最优硬件实现方案。
第二步:器件的选择;
一个DSP硬件系统除了DSP芯片外,还包括ADC、DAC、存储器、电源、逻辑控制、通信、人机接口、总线等基本部件。
① DSP芯片的选择
首先要根据系统对运算量的需求来选择;
其次要根据系统所应用领域来选择合适的DSP芯片;
最后要根据DSP的片上资源、价格、外设配置以及与其他元部件的配套性等因素来选择。
② ADC和DAC的选择
A/D转换器的选择应根据采样频率、精度以及是否要求片上自带采样、多路选择器、基准电源等因素来选择;
D/A转换器应根据信号频率、精度以及是否要求自带基准电源、多路选择器、输出运放等因素来选择。
③ 存储器的选择
常用的存储器有SRAM、EPROM、E2PROM和FLASH等。
可以根据工作频率、存储容量、位长(8/16/32位)、接口方式(串行还是并行)、工作电压(5V/3V)等来选择。
④ 逻辑控制器件的选择
系统的逻辑控制通常是用可编程逻辑器件来实现。
首先确定是采用CPLD还是FPGA;
其次根据自己的特长和公司芯片的特点选择哪家公司的哪个系列的产品;
最后还要根据DSP的频率来选择所使用的PLD器件。
⑤ 通信器件的选择
通常系统都要求有通信接口。
首先要根据系统对通信速率的要求来选择通信方式。
然后根据通信方式来选择通信器件。 一般串行口只能达到19kb/s,而并行口可达到1Mb/s以上,若要求过高可考虑通过总线进行通信;
⑥ 总线的选择
常用总线:PCI、ISA以及现场总线(包括CAN、3xbus等)。
可以根据使用的场合、数据传输要求、总线的宽度、传输频率和同步方式等来选择。
⑦ 人机接口
常用的人机接口主要有键盘和显示器。
通过与其他单片机的通信构成;
与DSP芯片直接构成。
⑧ 电源的选择
主要考虑电压的高低和电流的大小。
既要满足电压的匹配,又要满足电流容量的要求。
第三步:原理图设计;
从第三步开始就进入系统的综合。在原理图设计阶段必须清楚地了解器件的特性、使用方法和系统的开发,必要时可对单元电路进行功能仿真。
原理图设计包括:
系统结构设计
可分为单DSP结构和多DSP结构、并行结构和串行结构、全DSP结构和DSP/MCU混合结构等;
模拟数字混合电路的设计
主要用来实现DSP与模拟混合产品的无逢连接。包括信号的调理、A/D和D/A转换电路、数据缓冲等。
存储器的设计
是利用DSP的扩展接口进行数据存储器、程序存储器和I/O空间的配置。
在设计时要考虑存储器映射地址、存储器容量和存储器速度等。
通信接口的设计
电源和时钟电路的设计
控制电路的设计
包括状态控制、同步控制等。
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