基于TMS320C6202的主被动复合制导信号处理系统的研制

（5）由于TMS320C6202为BGA封装，在PCB布局布线时其周边的布局空间是有限的，加入缓冲隔离可以延长信号传输距离，从而增大PCB布局的自由度。

当然，加入缓冲隔离后肯定会引起信号的传输延迟，从而降低访问器件的速度，所以牵涉到高速器件时必须充分考虑这一点。

另外，设计中采用两片EPLD（EPM7128AETI100-7和EPM7256144-7），主要完成定时信号、片选信号和控制信号的产生，这样有利于系统的升级和二次开发。

2.2.2 被动信号处理板

被动处理板结构如图5所示。可以看出是被动信号处理板和主动信号处理板的板型基本相同，只是由于被动信号处理板的处理量相对主动信号处理板较少，故只采用一片TMS320C6202。为了实现主、被动信号处理板的同步，将主动信号处理板的时钟信号、定时同步信号引出并提供给了被动信号处理板。

TMS320C6202的多通道串口为同步串口，由于具有很强的可编程性，如时钟、帧同步和时钟源都是可以软件设置的，因此实现起来非常简单，最多只需要7根信号线就可以了。所以通过它实现主、被动信号处理板之间少量的数据交换非常方便。

2.2.3 电源板

整个系统所需要的电源品种较多，有数字3.3V、1.8V、5V和模拟的+/-5V、+/-15V。其中3.3V、1.8电源的功耗较大，整个系统功耗在18W左右。设计中，为了避免数字信号和模拟信号的相互干扰，数字电源和模拟电源分别产生。

2.2.4 设计难点

信号处理板设计的难点主要是高频率数字电路设计和模/数电路的混合设计。
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    由于TMS320C6202工作在250MHz的主频下，其外部存储设备也工作在很高的时钟频率下，因此PCB布局布线时需要考虑信号的完整性问题。在实际设计过程当中，通过选择合适的总线拓扑结构、合理的叠层结构，对高速数字信号线在仿真的基础上加入适当的端接消除信号反射问题，较好地解决了信号的完整性问题。

由于信号处理板上模拟器件和数字器件共享，并且模拟部分的信号电平也存在较大差别，如低速A/D转换器的输入信号在±10V之间，而高速A/D转换器的模拟输入信号只有几百mV，所以设计当中一方面应充分考虑数字电路对模拟电路的干扰问题。在实际系统中，采取器件隔离、元器件合理布局、电源滤波等方法，例如在运放和ADC的电源端，采用串接铁氧体磁芯来获得较好的滤波效果，模拟地、数字地仅在电源入口处一点连接，最终比较好地解决了噪声串扰问题，A/D转换器的精度均达到系统要求。

2.3 信息处理系统软件设计

整个处理机需要编写软件的是三个EPLD和三个DSP。EPLD完成各种时序的产生和控制以及一些简单的地址译码，编写不是很复杂；软件设计的重点是三个DSP的功能分配和软件的编写。

整个信号处理机的DSP处理流程如图6所示。根据信号处理机的硬件结构和计算量的大小，将各个DSP的功能和流程分配如下：

（1）主动板DSP1

·利用DM将高速A/D转换器采集的数据从FIFO读到片内。利用DMA传数有两个原因：①高速A/D的FIFO连在TMS320C6202的扩展总线（XBUS）上，扩展总线工作在I/O口工作方式，只有DMA能访问，CPU不能进行读写；②利用DMA可以将传数和数据处理并行起来，充分利用DSP的处理能力。

·对读入的数据进行非相参积累和恒虚警检测。

·提取跟踪波门的面积中心和角误差信息。

·将检测到的信息通过双口RAM送到DSP0。

（2）主动板DSP0

·从双口RAM接收DSP1的检测结果。

·对DSP1的检测结果进行二次检测。

·根据二次检测结果控制导引头状态的切换。

·通过低速A/D转换器获得天线的角度和速度，通过低速A/D转换器控制天线的角度或速度。

·通过多通道串口（MCBSP）接收被动通道的检测信息，完成主被动信息融合。

·通过异步串口和上位机进行通讯：传送导师引头状态或连接上位机命令。
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    （3）被动板DSP

·利用DMA读取高速A/D采样数据。

·对采样数据进行检测。

·将检测结果通过MCBSP送给主动板DSP0。

DSP的软件开发一般分为三个阶段：（1）编写C代码；（2）如果不满足实时性要求，则要优化C代码；（3）若仍不满足实时性要求，则要对关键性代码用线性汇编改写。对于本文所设计的信号处理机，由于利用了三个高速的DSP芯片并行处理，再加上对C程序进行了人工优化和TI提供的C编译器具有的良好的编译性能，整个程序都是利用C代码实现，完全能够满足信号处理实时性的要求。

本文设计的以TMS320C6202为核心处理器的信号处理机已应用于某导引头的原理样机，并经过外场试验，性能指标满足了系统各方面的要求，效果理想。