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当前,数字信号处理已经成为高校计算机及电子信息类专业的一门重要技术基础课。它具有工程性、技术性和实践性强的特点。因而,实验是教学环节中必不可少的组成部分。在此背景下,本课题旨在设计基于TigerSHARC芯片的多功能实验系统,一方面满足教学要求,培养学生的工程实践能力和科技创新能力,另一方面还可用于工程研究和开发,进一步扩展其在信号处理领域的应用前景。在论文中,作者提出了一套完整的实验系统软硬件设计方案。
第一部分重点阐述了综合实验系统的硬件设计考虑。作者采用ADI公司最新一代的DSP处理器——ADSF-TS201芯片,构成双TigerSHARC结构的多处理器并行系统,以发挥最佳性能,满足应用的需要。为了保证系统能够出色完成众多控制功能,实现逻辑处理,系统同时采用性能优越的CYCLONE芯片来辅助DSP,构成了双DSP+FPGA的总体结构框架。作为一个完整的系统,还应包括硬件电路和软件算法得以实现所必须的辅助电路,包括:时钟、复位、电源、SDRAM、FLASH、USB、JTAG等,作者一一给出了其选型原则,设计思路,连接方式,电路原理等要点。接下来,针对高速电路设计的规范和经验,作者总结了PCB设计流程,确定了本系统电路板的参数和规则。
第二部分作者基于上述实验平台,分别用C、汇编及C和汇编混合编程的方法开发了各功能模块的设计范例,以便于在Visual DSP++集成开发环境下演示和调试。其中,基础实验包括DSP引导、SDRAM编程、中断服务和DMA传输。综合实验则结合信号处理中的典型应用,融会了前面的各块内容。本文中给出了FFT和FIR滤波器设计两个综合实验。