基于TMS320C6416T的CPCI信號(hào)處理板設(shè)計(jì)

　　引言

　　CPCI規(guī)范是由PICMG制定的一種開放工業(yè)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，用于工業(yè)和嵌入式應(yīng)用。CPCI系統(tǒng)背板和CPCI板卡采用標(biāo)準(zhǔn)的2mm高密度氣密性針孔連接器，提高了系統(tǒng)可靠性。CPCI可采用IEEE 1101.11后端輸出方式，使系統(tǒng)維護(hù)更加便捷。

　　CPCI板卡的尺寸分3U(100mm×160mm)和6U(160mm×233mm)兩種，3U系統(tǒng)只提供32位/64位的PCI系統(tǒng)總線，6U的系統(tǒng)除了提供32位/64位的PCI系統(tǒng)總線外，還通過連接器接口J3、J4、J5實(shí)現(xiàn)自定義總線，可用作高速數(shù)據(jù)通信或通用輸入/輸出線等，適用于數(shù)字化高速處理的模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用。

　　本文利用TMS320C6416T內(nèi)部集成的32位、33MHz PCI主/從接口，給出了6U的CPCI信號(hào)處理板卡設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其軟件設(shè)計(jì)特別是DSP的二次引導(dǎo)程序做了說明。

　　硬件設(shè)計(jì)

　　CPCI板卡有J1~J5五個(gè)連接器接口，其中只有J1是必須有的，為32位PCI信號(hào)接口。J2為64位擴(kuò)展PCI信號(hào)。對(duì)于主控板以外的CPCI板卡，J3、J4、J5可用作用戶自定義接口。本文所設(shè)計(jì)的CPCI板卡使用J1、J4、J5接口，主要由DSP、FPGA、SDRAM、FLASH等組成。板卡以TMS320C6416T為核心，通過高性能FPGA實(shí)現(xiàn)AD數(shù)據(jù)采集后的預(yù)處理，然后經(jīng)64位寬的EMIFA總線傳入TMS320C6416T中進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，處理數(shù)據(jù)可通過32位PCI總線、光收發(fā)器或CPCI自定義總線傳輸至外部設(shè)備。CPCI的J1接口為32位、33M的PCI接口信號(hào)，與TMS320C6416T的PCI外設(shè)連接。DSP通過EMIFA的CE0存儲(chǔ)空間連接4片SDRAM芯片MT48LC32M16A2，擴(kuò)展成64位寬度的128MB存儲(chǔ)器，CE1、CE2空間連接FPGA，通過J4、J5擴(kuò)展。EMIFB的CE1空間通過FLASH芯片S29LV016D擴(kuò)展2MB的FLASH，用于系統(tǒng)的自舉。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

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　　圖1 CPCI板卡框圖

　　處理板通過高速16位ADC芯片LTC2206實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紽PGA進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括數(shù)字下變頻及緩存等，之后經(jīng)64位EMIFA總線通過EDMA傳到DSP中進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，最后通過CPCI總線傳輸?shù)街鳈C(jī)。板卡通過帶選擇器的時(shí)鐘分配器SY89464實(shí)現(xiàn)內(nèi)外時(shí)鐘的控制和單端時(shí)鐘到差分時(shí)鐘的轉(zhuǎn)換。FPGA的配置芯片采用EPC16，配置方式為PS，EPC和FPGA通過JTAG鏈實(shí)現(xiàn)編程。

　　TMS320C6416T通過SDRAM擴(kuò)展256MB存儲(chǔ)空間，SDRAM采用512Mb芯片MT48LC32M16A2，位寬為16位，通過4個(gè)此芯片擴(kuò)展為64位。

　　EMIFB的CE1空間通過FLASH擴(kuò)展BOOTROM空間，采用FLASH芯片S29AL016D實(shí)現(xiàn)，S29AL016D有8位byte和16位word兩種方式，通過引腳byte#設(shè)置，這里使用8位數(shù)據(jù)格式。

　　PCI接口信號(hào)的連接如圖2所示，使能TMS320C6416T的PCI接口對(duì)應(yīng)PCI_en引腳置高。該接口符合PCI 2.2規(guī)范，為33M、32位的PCI主/從接口。

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　　圖2 TMS320C6416T的PCI接口電路圖