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基于PCI接口的高速數字信號處理板卡的設計
摘要：介紹了PCI接口的基本功能和特點；利用PLX9054接口芯片，結合雙口RAM和EPLD邏輯電路，實現了TMS320C6701與PCI總線間的雙向高速實時數據交換；分析了DSP與SBSRAM接口信號的完整性，對PCB設計作了仿真分析。關鍵詞：PCI DSP 數字信號處理
隨著數字信號處理器（DSP）及其外圍支持芯片性能的提高，軟件無線電已經得到廣泛應用，大大增強了實時信號處理系統的整體性能。但另一方面，隨著ADC和DAC向射頻方向前移，信號的采樣頻率也相應地提高，使得DSP系統數據交換的帶寬成倍增長。傳統數據交換接口的瓶頸效應日趨明顯，因而相應地誕生了一批新的接口標準。PCI接口從1993年提出至今，得到了眾多計算機設備廠商的支持，已經在PC機、工業控制等相關領域得到了廣泛的應用。
圖1 數字信號處理板卡的原理框圖
無源雷達是利用非合作的外輻射源發出的信號作為探測信號（如廣播信號、電視信號、GSM手機基站信號等），從接收目標反射的回波信號中提取目標的方位、速度等參數的設備。與傳統的雷達相比，它是被動接收的，因此隱蔽性強。在隱身飛機出現后，無源雷達技術得到了廣泛的關注。由于隱身飛機引入特殊的微波吸收材料，并采用了特別的外形設計，因而傳統的單基地毫米波雷達很難發現它。而無源雷達采用的探測信號是廣播電視號，由于廣播電視信號波長在米波范圍內，從而使針對毫米波波長設計的微波吸收材料失去作用；另外，在收發站的配置上，由于無源雷達設計為雙站或多站系統工作，因此也破壞了隱身飛機對收發同方向消隱發射電磁波信號的設計思路；因而無源雷達正成為對抗隱身飛機的有力武器。本文針對無源定位雷達信號處理機的應用，利用PCI接口實現了將DSP處理結果快速實時地傳輸給PC機，由PC機完成數據融合與顯示記錄等功能。
1 基于PCI接口的高速信號處理板卡的設計
圖1是該板卡的原理框圖。無源雷達接收機輸出的中頻（30MHz）窄帶（帶寬為30MHz）窄帶（帶寬為200kHz）正交信號經過緩沖、濾波后送入A/D變換器AD9051進行高速模數轉換。由于采用直接中頻帶通采樣，不但降低了接收機的復雜度，而且減小了接收機的輸出噪聲電平，有利于提高接收機的靈敏度和動態范圍。采用30MHz的采樣頻率，數據流首先進入FIFO存儲器IDT72V255中緩存。當FIFO充滿時，EPLD（EMP7128）給TMS3206701 DSP一個外中斷信號，啟動DSP的DMA傳輸，將FIFO中的數據快速地傳輸到DSP片外的同步突發靜態存儲器（samsung K7A163601M）中。DMA傳輸結束后，DSP對采樣的數據作時-空二維相關處理[1]，處理的結果首先寫入雙口RAM（IDT70V25）中。PCI總線與雙口RAM的數據交換，采用了郵箱寄存器（Mail Box）的方式進行。具體實現如下：先在雙口RAM中的某一固定的地址定義一個存儲單元作為雙方通信的“郵箱”，該存儲單元被答作郵箱寄存器。數據通信的發起方先檢查郵箱寄存器是否為空，如果郵箱寄存器是空的，則將數據寫入雙口RAM中；否則就等待郵箱寄存器為空。數據的接收方不斷地查詢郵箱寄存器，如果發現郵箱寄存器的值為非空，則將雙口RAM中的數據讀入，同時將郵相寄存器置為空值。利用這種方法的優點是無需外加數據通信握手信號和邏輯
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