摘要：介绍一种基于数字信号处理器(dsp)tsl01链路口的多通道高精度数据采集电路的设计方法，详细阐述利用多个ads8361型a/d转换器进行数据采集，并经tsl01链路口传输数据的fp-ga和dsp设计实现，讨论如何提高a/d转换精度的问题。

　　关键词：tsl01；链路口：ads8361；采样精度

1 引言

　　在信号处理领域，dsp技术的应用越来越广泛，基于dsp的信号采集处理平台不断出现。常见的dsp信号采集处理平台利用总线进行数据采集，总线上多个设备的数据传输经常相互冲突。adi公司的tiger sharcl01型dsp(简称tsl01)只有总线和链路口可以与外设通信，基于缓解总线冲突的目的，笔者设计了一种以现场可编程门阵列(fpga)作为数据接口缓冲器，避开总线，经tsl01的链路口将多个a/d转换器采集到的数据传送到tsl01。由fpga完成多个多路a/d转换器采集数据的缓冲排序，并形成符合tsl01链路口传输协议的数据流，送到tsl01的链路口。该设计实现了链路口与其他非链路口外部设备的通信。减少了tslol总线上的数据传输量，缓解了总线竞争的问题。

2 ads8361型a/d转换器

　　ads8361是ti公司生产的双通道、四路、模拟差分输入、16 bit同步采样串行a/d转换器。4路模拟差分输入分成2组，每组各有1个a/d转换模块，可同时采样；对每个输入最快可以实现500 ks/s的采样率，即2 μs就完成1次a/d采样。采样后的数据由串行接口输出，这对于具备同步串行接口的大多数dsp是非常有用的，dsp的总线可以挂接多种其他设备，在高速连续采样的过程中，dsp的串口和总线可以互不影响地独立工作。

　　ads8361在采样频率率为50 khz时，有80 db的共模抑制，这在强噪声环境中非常重要。ads8361需要模拟电压和数字电压分别供电，考虑到与外部电路的匹配，所以模拟部分选择5 v供电，数字部分与dsp的i/o电压一致，选择3.3 v供电。工作时既可以使用内部2.5 v参考电压，也可以由外部提供参考电压。差分模拟输入信号的电压范围为±2.5v。ads8361采用ssop-24封装。cs引脚是ads8361的片选；ml、m0、ao引脚用于选择采样通道和数据通道；rd引脚为读取数据引脚，convst引脚是a/d转换脉冲，在使用中应将rd与con-vst引脚相连；clock引脚用于输入采样时钟(与下文中fpga输出的adclk相连)；2个通道的数据输出引脚分别为serial data a和serialdata b，每次转换输出16 bit数据。ads8361的工作时钟最大值为10mhz，高电平和低电平至少各40 ns。

3 tsl01的链路口及传输方式

　　tsl01是高性能128 bit浮点数字信号处理器，其运算能力很强(18亿次/秒)，而外部总线吞吐能力相对不足(若外部频率为100 mhz，则外部总线传输速度为800 mb/s)，当外设较多时很容易形成i/o瓶颈。不过它有四个高速链路口，每个链路口的传输速度极限为250 mb/s，适合tsl01之间的点对点高速传输，也可与其相同协议的外设通信，从而大大缓解了总线压力。

　　tsl01的每个链路口由发送器和接收器两部分组成，每部分都有128 bit的移位寄存器和128 bit的缓冲寄存器，每个链路口均有8 bit数据线和lxclkin、lxclkout和lxdir(x为链路口序号0-3)3个控制引脚，可支持多片tsl01处理器间点对点的双向数据传送，也可以用于与外部设备进行数据传输。其中lxdir用来指示链路口的数据流向。lxclkin和lxclkout为链路口的时钟/确认握手信号。发送数据时，lxclkout为时钟信号，lxclkin为确认信号；接收数据时，lxclkin为时钟信号，lxclkout为确认信号。发送数据时，首先传输4字数据到链路发送缓冲寄存器lbuftx，再将其复制到移位寄存器(若移位寄存器为空，此时lbuftx可被写入新的数据)，然后以字节的形式发送 (先发送低字节)，每个字节在链路时钟的上升沿和下降沿被驱动和锁存。接收器的移位寄存器为空时，系统将开始接收发送方传输的数据并将其送入移位寄存器，同时驱动lxclkout为低电平。当整个4字接收完毕后，如果接收缓冲寄存器lbufrx为空，系统会将4字数据从移位寄存器复制到lbufrx，并在数据被复制后驱动其lx-clkout为高电平，以告诉发送方接收缓冲寄存器为空，可以准备接收新数据。发送方检测到lx-clkin为高电平后立即进行下次传输。

　　常见的启动链路传输数据的方法有二种：利用tsl01的irq中断启动和利用链路中断启动。链路传输以dma方式进行，dma方式是在tsl01内核不干预的情况下，后台通过链路口高速传送数据的机制。从外部设备向链路口传送数据，实际上是链路口把外部设备送来的数据自动保存到tslol的内、外存储器中，也可以经其他链路口转发出去。对链路口及其dma寄存器进行正确的设置后就可以设置tcb块。dma启动后，一旦链路缓冲器未满，它将向外部设备请求数据。这时，如果dma可以占用内部或外部数据总线，那么，系统便可将数据从链路口传送到存储器中。

4 数据采集的硬件设计

　　tsioi是运算能力强但与