主控制器 - 基于四路同步水聲信號(hào)記錄儀設(shè)計(jì)方案

　　主控制器是系統(tǒng)的核心， 本系統(tǒng)所選用的主控處理器是TI公司的TMS320VC5509A，該芯片是TI公司生產(chǎn)的TMS320C5000系列DSP芯片中的一種。C5000系列的DSP在移動(dòng)通信終端中應(yīng)用廣泛，其中C54x最為成熟，它采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，并集成有豐富的硬件邏輯和外部接口資源，不僅提高了性能，也降低了成本和體積。C55x是在C54x的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有C54x的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，而且是目前功耗最低的新產(chǎn)品。C55x低功耗的這一特點(diǎn)正符合水下能量受限的電子系統(tǒng)的功耗要求。

　?。ㄋ模〤F卡控制器

　　CF支持三種基本工作模式：PC CardMemory模式、PC Card I/O模式以及TrueIDE模式。文中使用True IDE模式，它可以在CF卡上電時(shí)自動(dòng)進(jìn)入。在插入CF卡之前，保證CF卡插槽的/OE管腳為低電平，即可以讓CF卡進(jìn)入True IDE模式。DSP與CF卡的接口電圖如圖4所示。

　　A3-A0為數(shù)據(jù)、命令或狀態(tài)寄存器地址線。D15-D0為數(shù)據(jù)總線。CD1、CD2為CF卡存在性硬件檢測(cè)腳，內(nèi)部和地相連，當(dāng)CF卡有效插入卡座時(shí)，對(duì)應(yīng)卡座上的CD1和CD2拉低，可由硬件或軟件判斷CF卡是否存在。RDY/BSY為CF卡狀態(tài)信號(hào)，當(dāng)CF卡忙時(shí)，該腳置低，此時(shí)DSP不能對(duì)其訪問及進(jìn)行其它操作。WE、OE為讀寫有效信號(hào)。REG為寄存器選擇信號(hào)線，-REG為高時(shí)訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（命令或數(shù)據(jù)），為低時(shí)訪問屬性存儲(chǔ)器。上電時(shí)，CF卡自動(dòng)完成復(fù)位，并在缺省狀態(tài)下進(jìn)入memory模式，也可由外部控制器經(jīng)RESET腳對(duì)CF卡重新復(fù)位。圖5為記錄儀的硬件電路板實(shí)物圖。

　　四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是完成采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，即完成對(duì)CF卡的讀寫操作。

　　在DSP讀寫CF卡扇區(qū)時(shí)，首先設(shè)置起始扇區(qū)的L B A地址和扇區(qū)數(shù)目；接著設(shè)置命令寄存器，讀取數(shù)據(jù)設(shè)置命令“20H”，寫入數(shù)據(jù)設(shè)置命令“3 0 H”;然后讀取狀態(tài)寄存器，判斷狀態(tài)寄存器值是否為“5 8 H”，若是，則開始讀寫操作，若否，則繼續(xù)讀取狀態(tài)寄存器。接下來讀取狀態(tài)寄存器是否為“50H”，判斷CF卡操作是否完成，若否，則繼續(xù)讀取判斷；若為是，則結(jié)束讀寫過程。如果在判斷狀態(tài)寄存器中發(fā)生了超時(shí)或出現(xiàn)錯(cuò)誤，可設(shè)置超時(shí)或錯(cuò)誤標(biāo)志，以跳出讀寫過程。圖6為CF卡讀寫一個(gè)扇區(qū)的流程圖。

　　五、結(jié)語

　　本文主要針對(duì)傳統(tǒng)水下信息采集設(shè)備精度低和能量受限的特點(diǎn)，提出了基于四路同步水聲信號(hào)記錄儀設(shè)計(jì)方案。該方案采用ADS1274、MSVC5509A和CF卡為核心器件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了4路信號(hào)的同步采集記錄，設(shè)計(jì)制作的電路板大約16cm×12cm，用高能鋰電池供電，整個(gè)系統(tǒng)輕松裝入一個(gè)內(nèi)徑為15cm，高20cm的圓柱形密封罐內(nèi)。

　　經(jīng)過某噪聲測(cè)試試驗(yàn)證明， 該方案中所設(shè)計(jì)的記錄儀體積小、功耗低（2W左右）存儲(chǔ)容量大，能穩(wěn)定可靠的實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)水下環(huán)境噪聲和目標(biāo)輻射噪聲數(shù)據(jù)，具有良好的工程應(yīng)用前景。