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  北京太速科技股份有限公司是一家专业面向嵌入式硬件开发的知识服务公司,主要从事高端智能计算平台方案服务,具有多年DSP、FPGA、ARM等平台开发经验。凭借一流的技术和严格的项目管理流程,确保项目的质量稳定可靠,并对客户产品生命周期提供全程技术支持和服务,确保客户产品圆满实现。
板卡标识码 :0SSIM6U924
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6U CPCI振动数据DSP实时分析平台

 

一、产品概述

      基于CPCI结构完成40路AD输入,30路DA输出的信号处理平台,处理平台采用双DSP+FPGA的结构,DSP采用TI公司新一代DSP TMS320C6678,FPGA采用Xilinx V5 5VLX110T-1FF1136芯片,设计尽量采用工业级芯片。该方案描述了技术要求,硬件设计、软件设计方案。提出任务的质量保证与控制要求、验收与交付要求。

    1、标准6U cPCI 板卡结构。

    2 采用双DSP,TMS320C6678,实现各8核,1.25GMHz的快速数据处理。

    3、采用FPGA实现AD,DA数据收发,并与DSP进行传输。

    4、DA: 不少于30路,±10V,16位,建立时间约0.01mS;

    5、AD:不少于40通道,±10V, 16位,采样速率8kHz;

    6、开发工具CCS:用户在此开发工具上可使用标准的C(或C++)对于全部资源进行操作和信号处理(DSP)等

    7、工作环境:工业级应用

二、处理板硬件

 

 

 

三、底层软件开发

3.1 DSP底层程序设计

      DSP 程序采用CCS4.0以上版本进行编译,程序包括几部分:

    A、DDR2驱动

实现DDR2的寄存器访问和设置,配置DDR2的接口参数,实现数据的访问,同时测试DDR2的空间是否有误码数据,全部空间进行测试。

    B、 Flash驱动

实现Flash空间的擦除,写数。此部分还包括EMIF接口的配置。

    C、 Boot引导程序,实现DSP程序的二次加载,实现简单程序的加载成功。

    D、 RapidIO驱动,实现两个DSP之间的RapidIO收发数据,分别做主从,采用DMA和中断方式,实现两路数据的交互。

    E、 多核工作,实现8核CPU的共享内存,并把数据分别传送给8个CPU同时处理。

    F、 PCIe 驱动,PCIe驱动要结合FPGA程序进行调试,DSP端实现PCIe的DMA ,中断传输,能正确读FPGA中的FIFO和寄存器数据,能正确写FPGA中的FIFO和寄存器数据。

    G、 以太网程序,DSP通过以太网接口,利用TI的测试例子程序,实现数据的回环测试,保证硬件链接可靠。

3.2 FPGA 程序设计

 FPGA程序主要包含:

    A、 AD,DA参数的配置,通过SPI接口配置寄存器参数,实现AD、DA工作在合理的状态

    B、DDR2的控制和访问,FPGA实现DDR2芯片的控制,数据的读写,实现AD,DA通道数据的缓存。

    C、 PCIe接口,PCIe接口与DSP互联,实现X2模式访问,可以实现AD,DA数据的交互,寄存器的访问,实现DMA和中断方式。

    D、光纤驱动,实现四路的光纤采用RocketIO协议实现数据的收发。

3.3 应用测试程序

  应用测试程序主要测试数据流如下:

  (1) 40路AD,进入FPGA,通过PCIe同时进入两个DSP,做简单的缓存,通过RapidIO进入另外一个DSP,并通过网络发送到客户端进入PC机,缓存显示。

    (2)  AD 数据通过光纤SFP 发送出,并回环进入到另外两个SFP,并通过DA输出。

  (3) 在DSP中的AD数据,同时通过PCIe发送到FPGA,通过DA输出。

  (4) 在该数据流中,AD的数据复用后分成3个通道分别进入到两个DSP和光纤。

  (5) 两个DSP,和光纤过来的数据,进行三选一,同时给24路DA。

  (6)FPGA上的DDR2 主要做备份,可能在FPGA中做预处理的时候要用上,在模块测试中已经完成

 

四、基于Labview的监客户端软件开发

4.1 软件界面

 

图 实时监控界面

 

 
图 多通道示波器界面
4.2程序框图整体设计

 

图上位机程序框图
4.3 收发数据
    (1)发送数据:运行上位机程序,右击“波形信号选择”按钮,选择后,波形图对应的字符串显示控件会显示发送的信号名称,点击“发送按钮”即可向下位机发送数据;如果想停止发送可点击“停止发送”按钮。如在“波形信号选择W1”的下拉菜单中选择控制信号->全部频率->作动器5,则波形图表1的字符串显示控件如图20所示

 

图 发送数据时选择信号的显示
    (2)接收数据:想查看波形,需在运行后点击对应的“开启实时监控”按钮,使之处于“开”状态;想保存波形数据,需在运行后点击“开始记录”,并点击对应的“是否保存”按钮,使之处于“是”状态,如果想停止监控,点击“停止记录”按钮。