[实用新型]现场可配置的信号处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量及信号处理技术领域，特别涉及一种测控领域中的可现场更新配置的信号处理装置。

背景技术

嵌入式操作系统，由来已久。在传统的嵌入式系统中，一般地，会包括易失存储器、非易失存储器，CPU等部件。其中的非易失存储器可以是Flash、CF卡等固态存储介质。

随着技术发展，用户的应用(Application)对于运算量的要求迅速增大，尤其是在一些涉及音视频信号的处理的应用场景中，单核的嵌入式系统已经无法满足要求。随之而来的是双核或者多核的嵌入式系统。以双核的嵌入式操作系统为例，相对于单核系统而言，这种双核的嵌入式系统，除了具有为原来的单核系统所配置的CPU之外，通常还包括一个高速数据处理模块，该高速数据处理模块，包括一个高速处理器，即“双核”中的另外一个核，及其专用的配置芯片。

再者，这里的双内核分工明确，通用的CPU作为一个控制器，主要用来运行操作系统，例如，对外的网络、U盘等接口以及在具有人机交互的场景中，用于液晶显示、按键输入，在运行操作系统的情况下，这些设备的管理都较容易。另外还有一个高速处理器在一定程度上用于执行大运算量的信号处理等，例如音视频数据的处理算法。由于它上面通常不运行操作系统，所以该高速处理器在多任务管理方面并无优势，即其包括用户交互功能在内的各种应用性的功能较为单一。而同样由于并不运行操作系统，不涉及任务调度等开销，则该高速处理器的处理算法的速度很快。

因此，在对信号处理速度与性能要求很高的场合中，例如那些既需要彩色人机交互界面、丰富的接口、资源管理能力，又需要非常高的信号处理速度，这时，上述的双核架构的嵌入式产品变得十分必要。这些双核的嵌入式产品的具体应用场合例如家用高清数字电视、视频监控的服务器，医院里的彩超扫描机，电力系统中的智能诊断装置，试验室用的高速彩屏示波器等。

在上述的双核或者多核的嵌入式系统中，在通用CPU一侧所运行的操作系统及其应用软件，或者数据、文件等是比较容易升级的，但对高速处理器子板上的处理算法进行升级，则通常较难。具体体现在如下A)和B)两个方面：

A)：由于一些历史原因，这种高速处理器所配备的存储器芯片通常是根据该高速处理器的时序所定制的，即仅能用于该类型的高速处理器芯片。而高速处理器是无法使用通用的存储器的，开发用户在购买高速处理器时必须同时购买为之定制设计的专用存储器芯片，以配合使用，这对于开发用户使用、购买造成了很大的局限性。例如在FPGA领域，上述这种存储器芯片可以称为配置芯片，通常用于存储FPGA芯片的上电启动时的配置程序的。

B)：高速处理器的功能是由其专用配置芯片中的算法/配置所定义的，而这些专用配置芯片中的算法或配置是厂家预先定义的，由于该高速处理器及其配置芯片所在的子板(Blade)不带操作系统，也没有外置接口，所以终端用户无法对其进行现场升级。

而终端客户对上述子板上的配置芯片进行算法升级或配置更新又是不可避免的，主要原因包括：(1)用户有了新的需求，厂家也需要根据客户要求提供配置升级的服务，(2)在用户使用过程中，发现配置存在缺陷(bug)，厂家需要对配置芯片进行重新配置。

目前，如果终端用户想对上述子板上的配置芯片上的算法或配置进行更新，通常就是要求把设备发回制造厂家，由厂家把设备拆开取出高速处理器子板，使用专门的烧写设备对其进行重新配置后再发给用户。这对用户以及厂家都带来了很大的不便。如果失去厂家的支持，则用户就无法对高速处理器所执行的算法进行升级。

发明内容

经过长期的研究和观察，发明人发现，导致厂商对高速处理器，即信号处理单元，一侧的子板的设计有局限性的原因主要是信号处理单元芯片的配置接口的兼容度不高，亦即信号处理单元的配置要求有特定的逻辑时序，需要特定设计的配置芯片与之配合存取，才能获取信号处理单元的算法程序或配置信息，例如配置数据/配置文件。

而通过实验，发明人还发现，也并非仅有专门定制的配置芯片才可以与该信号处理单元兼容以完成比如启动、读写等过程。其实，信号处理单元的兼容要求主要在于电平逻辑的兼容，至于该电平逻辑信号来自于专用配置芯片或者是其他的器件，并不会影响配置效果。因此，发明人发现可以使用一些通用的微控制器作为接口单元，根据信号处理单元的配置时序逻辑，产生与之相应的时序逻辑，从而满足信号处理单元对，例如启动阶段的“握手”等时序逻辑的要求，并同时为该信号处理单元提供其在启动阶段所需要的配置数据，则整个启动阶段亦可顺利完成。