[发明专利]基于FPGA的多DSP数据交换装置

说明书

技术领域

本发明属于数字信号处理领域，尤其涉及一种基于FPGA的多DSP数据交换 方法。

背景技术

随着数字化时代的来临，DSP的应用几乎遍及整个电子领域，在很多需要实 时数据处理的场合，即使采用目前最先进的DSP芯片，单片处理器也无法满足 大量数据实时处理的需求，往往需要多只DSP并行工作才能完成任务。当DSP 数量增加时，一方面会占用FPGA较多的RAM资源，提高了系统成本，另一方面 由于并行高速数据传输，抗干扰能力较差，传输的可靠性降低。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种基于基于FPGA的多DSP数 据交换装置，其实现多片DSP之间的较为有效的数据交互，并且具有占用FPGA 资源少，数据传输稳定可靠、控制较简单等优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括可编程器件FPGA、DSP 存储器及外挂SDRAM存储器、FPGA程序FLASH、DSP程序FLASH、千以太网口、 调试串口、数据输入及数据输出接口，可编程器件FPGA分别与DSP存储器、外 挂SDRAM存储器、FPGA程序FLASH、DSP程序FLASH、千以太网口、调试串口、 数据输入及数据输出接口连接，调试串口连接串口交换机。

所述的可编程器件FPGA选用Xilinx公司的XC2V3000型号。

所述的串口交换机内部包括：数据接收模块、数据检测及搬移模块、数据 发送模块，数据接收模块完成串行端口数据的串并转换并将数据写入到双端口 的缓存中；数据检测及搬移模块完成数据包帧头的解析以及数据在不同串行端 口缓存之间的数据搬移；数据发送模块完成数据从双端口缓存的读取及数据的 并串转换，并发送到相应的串行端口。

本方法在FPGA中实现了同步串行接口交换机，串口交换机采用VHDL语言 编写，核心是一种状态机，是系统多只DSP数据交换的核心部件。外部各片DSP 都通过自己的同步串行接口连接到一个接口转换模块上，接口转换模块再链接 到串口交换机上。接口转换模块主要完成同步串行接口数据的串并转换或者并 串转换，以便和串口交换机内部进行数据通信。

附图说明

图1是信号并行处理模块系统结构框图；

图2系统同步串行接口交换的连接框图。

具体实施方式

图1为多DSP并行处理系统，由大规模可编程器件FPGA、多只DSP及外挂 SDRAM存储器、FPGA程序FLASH、DSP程序FLASH、千以太网口、调试串口、数 据输入及数据输出接口等组成。同步串行接口(SPORT)作为标准外设出现在各 种型号的DSP中，为DSP之间的通信提供了方便。每个同步串行接口均由发送 器和接收器构成，一般有6根信号线组成，分别为发送数据(DT)、接收数据(DR)、 发送时钟(TCLK)、接收时钟(RCLK)、发送帧同步(TFS)和接收帧同步(RFS)。 使用时，在FPGA内部通过开关将不同DSP的同步串行接口的相应信号互联，配 置相关寄存器以确保收发时钟、同步信号和数据帧长度的正确合理，便可以实 现同步串行接口的数据通信。步串行接口的相应信号互联，配置相关寄存器以 确保收发时钟、同步信号和数据帧长度的正确合理，便可以实现同步串行接口 的数据通信。本方法FPGA选用Xilinx公司的XC2V3000，具有64*56个逻辑阵 列，1728Kbit的块RAM、18*18的嵌入式乘法器、4个时钟管理器，最大达720 个I/O口。图2所示为系统同步串行接口交换的连接框图，串口交换机采用VHDL 语言编写，核心是一种状态机，是系统多只DSP数据交换的核心部件。外部各 片DSP都通过自己的同步串行接口连接到一个接口转换模块上，接口转换模块 再链接到串口交换机上。接口转换模块主要完成同步串行接口数据的串并转换 或者并串转换，以便和串口交换机内部进行数据通信。

串口交换机内部主要包括三个功能模块：数据接收模块、数据检测和搬移 模块(串口交换机核心)，以及数据发送模块。数据接收模块完成串行端口数据 的串并转换并将数据写入到双端口的缓存中；数据检测及搬移模块完成数据包 帧头的解析以及数据在不同串行端口缓存之间的数据搬移；数据发送模块完成 数据从双端口缓存的读取及数据的并串转换，并发送到相应的串行端口。