1 板間共享存儲器的硬件接口電路和軟件控制流程

1.1 信號處理板硬件接口電路

基于DSP的信號處理板可以根據應用要求運行許多信號處理算法，如信號預處理、目標識別與跟蹤定位、Kalman濾波等。待處理的原始信號數據通過板間通信從數據采集板獲得。這里采用板間共享存儲器的方法來完成數據交換，DSP既可以從共享存儲器讀取采集數據，也可以把處理結果(如新的程控放大倍數值，跟蹤定位結果等)寫到共享存儲器中供MCU讀取。

TMS320C32有一個雙向串行口，可以設置每幀同時收發8/16/24/32位數據，同步時鐘可以由內部串口定時器產生或由外部輸入。通過設置串口全局控制寄存器來控制串口的總體功能和工作模式；通過設置FSX/DX/CLKX端口控制寄存器和FSR/DR/CLKR端口控制寄存器來控制串口6個引腳的功能，可以軟件設置每個引腳為通用的I/O引腳或串口通信引腳。TMS320C32有兩根通用的I/O引腳為XF0和XF1，由于共享存儲器接口電路需要4根控制線來進行DSP與MCU間的握手通信，這里把串口的2個引腳FSR0和FSX0設置為通用的I/O引腳用作控制線。接口電路原理圖如圖1所示。

圖中RAM0～RAM3是四片容量為512K的8位高速RAM(芯片型號為CY7C1049－17VC)，組成32位數據寬度的存儲器，DSP運行時的程序和數據都在這四片RAM中。FLASH(芯片型號為Am29F016)用于存儲程序和初始化數據，即使掉電內容也不丟失，DSP上電時由自帶的BOOT LOADER程序從FLASH中取出程序到四片RAM中運行。從共享存儲器讀取的采集數據也暫存到這四片RAM中。

1.2 數據采集板硬件接口電路

基于單片機AT89C51的數據采集板在單片機的全局控制下，通過對多路聲傳感器輸出的微弱信號進行程控放大、低通濾波、同步采樣保持、A/D變換，實時同步采集多路信號，并把采集到的信號數據存放在數據采集板上的128K共享存儲器(芯片型號為CY7C109－12VC)中。

共享存儲器及其總線隔離電路設計在數據采集板上。在某一時刻，共享存儲器只能被某一方訪問，否則會產生總線沖突。這里由MCU切換選通DSP總線或單片機總線，分時訪問共享存儲器。總線隔離芯片選用常見的雙向總線隔離/驅動芯片74HC245，它有一個輸出使能引腳(E)和一個數據傳輸方向(DIR)引腳，MCU通過控制這兩個引腳來完成總線隔離與數據傳輸方向控制功能。接口電路原理圖如圖2所示。圖中，MCU端的總線隔離由一片74HC373和兩片74HC245完成，DSP端由三片74HC245完成數據總線和地址總線的隔離。由P1.2控制選通哪組總線，當P1.2為低電平時，共享存儲器只能被MCU訪問；當P1.2為高電平時，只有當P1.3也為高電平時(表示MCU同意讓出共享存儲器)，共享存儲器才能被DSP訪問。由于DSP需要讀或寫共享存儲器，所以需要軟件設置數據總線隔離芯片74HC245的數據傳輸方向，這里通過設置DSPDIR信號線的電平狀態來完成(高電平時為讀，低電平時為寫)。由于地址總線的數據傳輸方向始終是單向的，所以其隔離芯片的DIR端可以固定接低電平或高電平，視74HC245的實際接線而定。

1.3 軟件控制流程

信號處理板上的DSP需要采集信號數據時就向數據采集板上的MCU發出請求信號，單片機接收到請求信號后，如果同意讓出共享存儲器，則向DSP發出應答信號，同時隔離MCU端的總線，暫停數據采集。DSP接收到應答信號后就可以訪問共享存儲器，DSP快速讀、寫完數據后，向單片機發結束信號，單片機接收到結束信號后，收回共享存儲器，同時隔離DSP端總線，繼續采集。這樣數據采集與信號處理就可以同時進行，不同于一般的采集一段處理一段的串行工作模式，實現了數據采集零等待，增加了系統的吞吐能力。參見圖3的接線圖，一次完整的通信過程詳述如下，注意在DSP程序初始化時應把XF0、XF1、FSR0設置為相應的無效狀態。

1�燚SP需要采集信號數據時向MCU發請求信號(置XF0為低電平)，觸發MCU的INT0中斷，等待MCU應答(DSP循環檢測XF1的狀態)。

2�犎绻鸐CU同意讓出共享存儲器，則響應中斷，否則等待。在中斷服務程序中，置P1.3(即DSPACK)為高電平，表示應答。同時置P1.2為高電平，選通DSP總線。MCU接著循環檢測P1.4�熂碊SPEOR)的狀態。

3�燚SP收到應答信號(即檢測到XF1為高電平)，立即快速讀寫共享存儲器，在讀操作前，置FSX0為高電平，在寫操作前，置FSX0為低電平。讀寫完