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基于DSP芯片的分级分布式管理系统设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:通过一个两级分布式图像处理系统中管理计算机的实现,阐述基于DSP的控制电路的设计方法以及对两级分布式系统的协调控制;给出原理样机的调试结果和进一步的讨论。

    关键词:DSP 分级分布 FIFO 中断

1 概述

1.1 背景

数字信号处理器(DSP)一般是用来运行核心数据处理算法的,但在一些特殊的环境中,必须使用DSP来承担管理控制单元的核心片芯。本文给出一套分级分布式图像处理系统,其中的管理计算机的核心芯片是AD公司的浮点DSP(ADSP21020)。它不仅承担着对图像处理系统的管理控制任务,还必须实时响应执行上级1553总线的关键指令。本文重点讨论基于DSP芯片管理计算机对两级分布式系统的协调控制。

1.2 系统介绍

此套图像处理系统是一个分布式计算机系统,共由5个模块组成,包括预处理单元、海量存储器、离线数据并行处理单元、通信单元和管理计算机。其中管理计算机是这套系统的控制核心,通过RS485总线管理内部系统,并通过1553总线和上级系统通信。
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    管理计算机对内部控制的功能分为两类:实时控制和非实时控制。实时控制针对时序要求严格且需实时响应的任务。管理计算机通过独享的RS422串行总线向CCD探测器和通信单元提供控制脉冲。非实时控制针对不求时间精确,甚至可以被其它程序中断的信号,即传送指令、数据的串行总线RS485,作为控制核心的管理计算机,通过它和其它单元交换数据,查询健康状态。

管理计算机的设计关键在于两级分布式系统间的协调,包括RS485总线与1553总线的并行管理,以及接受外部控制和管理内部单元两种工作模式的切换。两级分布式系统如图1所示。本文主要针对这一部分进行讨论。

2 管理计算机的设计

2.1 管理计算机的工作分析

管理计算机有两种工作方式:①接收1553总线指令和数据;②管理控制图像处理系统内部单元。1553总线发来的信息主要包括处理任务类型、工作时间、工作次数、状态检测等。管理计算机对内管理的任务包括相关图像公用信息的传输,比如图像生成时间、地点等,以及健康状态检测。
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    管理计算机接收1553总线指令和数据的优先级显然要高于对内部管理的工作。一般情况下,管理计算机总是处于对内部管理工作状态,因此当1553总线有命令发来时,必须中断其对内的管理工作,保存工作状态,响应上层1553总线的命令。

1553总线中断管理计算机的工作可以有两种不同的方式:精确中断和不精确中断。精确中断即是无论管理计算机正在进行什么工作,必须立刻中止。不精确中断是指必须等待管理计算机将本次通信任务执行完毕,再响应1553总线中断。考虑到1553总线发来的命令没有非常荷刻的时间要求,同时考虑到设计的复杂性,在图像处理系统中采用了第二种策略,即不精确中断。

由于设计采用不精确中断,则1553总线发来的命令得不到及时的响应,必须使用缓冲策略。这里采用具有先进先出功能的FIFO双口存储器。它可以自动接收并暂时存储来自1553总线的数据,同时管理计算机也通过FIFO向1553总线发送数据。

管理计算机单元的功能框图如图2所示。
基于DSP芯片的分级分布式管理系统设计
    2.2 1553总线接口设计

1553总线RT板卡与管理计算机的接口通过一块共享双口FIFO缓冲存储器实现。FIFO要用CY7C439双向存储器。

1553总线接口设计如图3所示。

2.3 RS485接口设计

RS485接口由并串转换芯片TL16C550和RS485驱动接收器MAX489实现,如图4所示。

2.4 1553总线与RS485总线的协调

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