（中航工业西安航空打算技能研究所，陕西 西安，710065）
：弹载打算机体积小、接口种类多，给实现高精度AD采集带来难度。先容一种基于双DSP的高精度AD采集系统，利用主从模式双处理器架构和高精度AD采集芯片AD73360完成对目标旗子暗记的采集和实时处理。该方法具有抗滋扰能力强、量化噪声小、分辨率高的优点。通过系统联试等多方验证，知足某弹载打算机系统的性能指标哀求。
：双DSP；ADSP-2187N；AD73360；AD采集
：TP3681文献标识码：ADOI： 10.19358/j.issn.1674-7720.2017.08.006
引用格式：缑丽敏.一种基于双DSP的高精度AD采集系统［J］.微型机与运用，2017,36（8）：16-18.
0弁言
当代战役中，空中打击已上升为紧张的作战手段，攫取和节制制空权已成为头等主要的任务，当代几次战役无一例外地证明了这一点［1］。性能前辈的战机、威力强大的巡航导弹、各种精确制导炸弹等是当代战役中的紧张威胁，因此，精确制导武器的研制对付提升我国常规武器的空中打击能力起着尤为主要的浸染。弹载打算机作为其主要组成部分，采取高精度制导系统，利用各种传感器获取待攻击目标的位置和速率等信息，通过对信息剖析和处理后实时改动、掌握导弹的翱翔轨迹，完成对目标的有效攻击。弹载打算机具有体积小、本钱低、速率快、层叠构造等显著特点，并且单个模块领悟多种接口。弹载打算机具有独立的电源系统。这些特点不可避免地为弹载打算机实现高精度AD采集带来了难度。
本文提出一种基于双DSP的高精度AD采集系统，采取主从模式、嵌入式双处理器的体系架构，办理了弹载打算机大量信息实时处理的问题，采取高信噪比电路设计和Σ-Δ采集转换技能，办理了采集目标旗子暗记的实时性和精度差的问题。
1主从模式双处理器架构设计
1.1主处理器
主处理器利用TI公司推出的旗子暗记处理器TMS320C6202B［2］，最大事情频率250 MHz，片上集成了3 Mbit的数据/程序存储器SRAM、两路32位的定时器、EMIF总线接口、4路相互独立的DMA通道、3路MCBSP串行接口，内核采取1.5 V供电，外围采取3.3 V供电，封装为352芯BGA。主从模式双处理器架构设计见图1。
1.2从处理器
从处理器ADSP-2187N［3］是AD公司生产的16位高性能、低功耗定点数字旗子暗记处理器。它采取3.3 V和1.8 V电压供电，处理能力最大为80MIPS，LQFP100封装形式。
ADSP-2187N内部采取哈佛构造，具有独立的程序存储器和数据存储器。片内共集成256 KB的RAM，个中程序存储器48 KW（24位），数据存储器56 KW（16位）。此外，在芯片内部ADSP-2187N集成了丰富的IO接口和一个16位可编程计时器。它支持6个可编程外部中断，可在DSP内部编程设置中断优先级，并可针对每一个中断单独设置屏蔽位。ADSP-2187N 有13个可编程标志管脚（FLAG PIN）。
本文中的ADSP-2187N事情在主机办法下，程序只能够存储在DSP内部，外部地址线只有A0一根，支持16位DMA办法——IDMA 。在这种事情办法下，由于只有A0一根地址线，以是ADSP-2187N对外部寻址能力有限，不许可实行程序存放在外部。在IDMA办法下，有效供应了主处理器与ADSP-2187N间的通信，16位接口可以在一个DSP周期内，完成对DSP内部的PM、DM的访问。但主处理器接口无法访问ADSP-2187N内部地址映射的掌握寄存器。
1.3IDMA接口
IDMA接口是主处理器TMS320C6202B与从处理器ADSP2187N进行通信的接口，IDMA接口为16位总线接口，传输过程中16位总线地址、数据分时利用，采取异步应答的通信办法，将从处理器IDMA接口的16位数据地址复用总线接在主处理器的EMIF接口上，当主处理器访问从处理器内部资源时，CPLD掌握电路完成图2IDMA接口电路示意图主从之间的掌握；当从处理器要求与主处理器进行通信时，由从处理器的离散量实现对主处理器的中断要求。IDMA接口电路示意图见图2。
2AD转换电路设计
2.1AD采集芯片
AD采集芯片利用AD公司生产的AD73360［4］。AD73360是6通道16 bit ADC芯片，旗子暗记噪声比为77 dB,每个通道具有可编程的输入增益放大器，并且每个通道可以同时采样以担保转换之间没有相位延迟，可以编程设定采样速率和通信速率，事情模式可以设置为配置模式、稠浊模式或者数据模式。AD73360包含一个片上参考电压，并且可以通过编程调度3 V或5 V事情，IO采取5 V事情模式。当主时钟是16.384 MHz时，可以通过编程设定AD73360的采样速率为以下4种之一：64 kHz，32 kHz，16 kHz，8 kHz［5］。AD73360采取ΣΔ技能,具有抗滋扰能力强、量化噪声小、分辨率高的优点。
2.2AD采集电路设计
弹载打算机仿照量采集前端调理电路采取高精度运算放大器TLC4502。双路运放TLC4502输入偏置电压为10 μV~40 μV，增益带宽4.7 MHz，转换速率2.5 V/μs，精度非常高。
弹载打算机共采集12路仿照量，各路仿照量同步采样，AD73360的模式设置为数据模式，ADSP-2187N可以直接读取转换结果，避免了SPI接口掌握通信等韶光摧残浪费蹂躏，大大提高了仿照量采集速率。12路仿照量经前端调理后进入两片AD73360进行模数转换，两片AD73360通过SPI接口级联后，与ADSP-2187N通过SPI接口进行通信，事情时AD73360作为主SPI接口，转换数据同时经由LVDS转换芯片后供应给外部设备，进行检测。级联办法设计降落了硬件设计和软件编程的繁芜程度。多路仿照量采集转换电路见图3。
3PCB设计
在实际利用中，应只管即便使AD转换电路从全体系统独立出来，让其成为一个单独的模块，避免AD转换部分与电源模块稠浊在一起。由于弹载打算机接口繁芜，体积受限，无法将AD转换部分作为独立的模块，因此在PCB设计时就必须更加把稳旗子暗记传输路径的分布。只管即便为仿照量输入供应单独的插头或者在一个插头上为其定义一个相对独立的区域。在同一个插头上，应使仿照量输入旗子暗记，尤其是小旗子暗记，尽可能阔别大电压或者大电流旗子暗记。
在单板系统内部，AD转换电路的风雅PCB设计对高精度采集也起着相称主要的浸染，下面列举几个方面。
（1）电路的仿照和数字部分应从物理上隔离，只管即便避免数字部分产生的噪声传输到仿照部分。
（2）在印制板布局布线时，各仿照量通路只管即便保持同等，担保多路仿照量调理结果和采集结果的同等性。
（3）避免PCB布线中涌现较长平行线传输。
（4）在设计高阻抗或精密电路时，必须考虑表面阻抗的变革［6］。
4软件设计
AD采集系统的软件采取C措辞编程，以TI公司的Code Composer Studio软件作为编译工具，用TI公司的XDS560/XDS510作为调试工具。ADSP2187N的处理程序须要从TMS320C6202B中加载。ADSP2187N从C6202的指定位置通过IDMA通道进行软件复位，并加载运行程序。AD数据采集流程如图4所示，对所有AD通道加载旗子暗记，然后采集数据进行打算。个中启动AD转换部分利用ADSP汇编进行编写，程序编译通过后编译成目标码供C6202进行加载。
5结论
本文提出一种基于双DSP的弹载高精度AD采集系统，利用主从模式的双处理器架构，采取各通道同步采样、高信噪比和ΣΔ转换等技能综合设计，担保了仿照量数据采集的速率、隔离度和精度，各路仿照量旗子暗记前端调理电路的设计、器件的选用及印制板的布局布线最大程度统一，担保了多路仿照量旗子暗记采集结果的同等性，办理了弹载打算机大信息量高速处理和仿照量采集指标苛刻的问题。通过系统联试等多方验证，知足某弹载打算机系统的性能指标哀求。
参考文献
［1］ 蔡培培. 空空导弹与空战模式的演化［J］. 航空兵器，2007（3）:11-14.
［2］ TMS320C6202，TMS320C6202B FIXEDPOINT DIGITAL SIGNAL PROCESSORS［Z］. Texas Instruments Incorporated，2004.
［3］ ADSP-218xN Series Data Sheet ［Z］. Analog Devices, Inc，2006.
［4］ AD73360 Data Sheet ［Z］. Analog Devices, Inc, 2000.
［5］ 那云虓,刘桂礼,刘刚. 基于AD73360和TMS320F2812的数据采集系统设计［J］. 电子技能运用, 2008， 34(10):92-96.
