西安電子科技大學電子工程學院 張順和 劉書明

    引言

    以intel公司為主推出的pci總線規范。采用pci總線設備所具有的配置空間以及pci總線通過橋接電路與cpu相連的技術使pci總線具有廣泛的適應性，同時能滿足高速設備的要求。

    另一方面，dsp的發展也異常迅速。adi公司于2001年發布了其高性能tigersharc系列dsp的新成員，采用這樣系列的芯片，可研制出處理能力更強，體積更小，開發成本更低，性價比更高的信號處理機。并廣泛地應用于信號處理、通信、語音、圖像和軍事等各個領域。

    ts101s介紹

    本系統采用美國adi公司的高性能tigersharc 101s作為主處理器，簡稱ts101s。adsp ts101s處理支持32bit和64bit浮點，以及8、16、32和64bit定點處理。它的靜態超量結構使dsp每周期能執行多達4條指令，進行24個16bit定點運算和6個浮點運算。其內部有三條相互獨立的128bit寬度和內部數據總線，每條連接三個2mbit內部存儲塊中的一個，提供4字的數據、指令及i/o訪問和14.4gbyte/s的內部存儲帶寬。以300mhz時鐘運行時，其內核指令周期為3.3ns。在發揮其單指令多數據特點后，adsp ts101s可以提供每秒24億次40bitmac運算或6億次80bitmac運算。以300mhz時鐘運行時，完成1024點復數fft（基2）時間僅32.78us。1024點輸入50抽頭fir需91.67us。

    adsp ts101s有強大的鏈路口傳輸功能，每個鏈路口傳輸速度已達到250mbyte/s。總的鏈路數據率達1gbyte/s（4個鏈路口），已經超過了外部口的傳輸速率（800mbyte/s）。

    信號處理機的硬件結構

    系統結構主要包括a/d轉換、數據存儲、邏輯控制，時鐘分配和數據傳輸五大模塊。以dsp為核心處理單元的信號處理機是以pci插卡的形式直接插入計算機的pci總線插槽中。信號處理機通過pci接口芯片與pci總線連接，其功能是實現pc機與信號處理機之間數據傳輸和存儲。其系統結構圖如圖1：

    圖1系統結構圖

    其中a/d轉換器采用ad公司16位高精度a/d芯片ad976ars，它是采用電荷重分布技術的逐次逼近型模數轉換器，器結構比傳統逼近型adc簡單，且不再需要完整的模數轉換器作為核心。ad976ars具有以下特點：

    *它是16位的高精度a/d，可以做到16位不失碼。

    *帶有高速并行接口。

    *轉換速度為200ksps。

    *可選內部或外部的2.5v參考電源。

    *帶有片上時鐘。

    可直接接運放ad8033輸出，其中ad8033是低功耗、高精度的運放，這里接成跟隨器模式。轉換時鐘由cpld給出(r/c)信號，cpld轉接dsp1的tmr0e，并倒相后形成r/c信號，這樣，數據采集的周期由dsp的定時器控制，可以實現周期可調的。又將ad976aars的busy信號引入到cpld，用于鎖存a/d轉換數據。運放與a/d的電路結構如圖2：

    系統采用1片cpld（emp3256）作a/d轉換輸入數據鎖存、產生dsp所需的復位信號等。同時，cpld還要完成pci橋的一些控制信號的生成、轉接。實際上也就是作為pci局部總線的仲裁器，它對pci接口芯片和dsp提出的占用局部總線的請求進行仲裁，協調它們之間的邏輯關系，使局部總線上的操作順利進行。系統還采用了兩片16k×16位的雙口ram idt70v261來構成dsp信號處理機與pci的接口，其中ram1作數據輸入，ram2作數據輸出。

    pci橋采用pci 9054完成，pci 9054是plx technology公司的較新產品，是一低成本，低功耗，功能較強的pci橋芯片，可以連接pc機的pci總線和局部總線，是先進的pci i/o加速器，采用了先進的plx數據流水線結構技術，是32位、33mhz的pci總線主i/o加速器；符合pci本地總