西安电子科技大学电子工程学院 张顺和 刘书明

    引言

    以intel公司为主推出的pci总线规范。采用pci总线设备所具有的配置空间以及pci总线通过桥接电路与cpu相连的技术使pci总线具有广泛的适应性，同时能满足高速设备的要求。

    另一方面，dsp的发展也异常迅速。adi公司于2001年发布了其高性能tigersharc系列dsp的新成员，采用这样系列的芯片，可研制出处理能力更强，体积更小，开发成本更低，性价比更高的信号处理机。并广泛地应用于信号处理、通信、语音、图像和军事等各个领域。

    ts101s介绍

    本系统采用美国adi公司的高性能tigersharc 101s作为主处理器，简称ts101s。adsp ts101s处理支持32bit和64bit浮点，以及8、16、32和64bit定点处理。它的静态超量结构使dsp每周期能执行多达4条指令，进行24个16bit定点运算和6个浮点运算。其内部有三条相互独立的128bit宽度和内部数据总线，每条连接三个2mbit内部存储块中的一个，提供4字的数据、指令及i/o访问和14.4gbyte/s的内部存储带宽。以300mhz时钟运行时，其内核指令周期为3.3ns。在发挥其单指令多数据特点后，adsp ts101s可以提供每秒24亿次40bitmac运算或6亿次80bitmac运算。以300mhz时钟运行时，完成1024点复数fft（基2）时间仅32.78us。1024点输入50抽头fir需91.67us。

    adsp ts101s有强大的链路口传输功能，每个链路口传输速度已达到250mbyte/s。总的链路数据率达1gbyte/s（4个链路口），已经超过了外部口的传输速率（800mbyte/s）。

    信号处理机的硬件结构

    系统结构主要包括a/d转换、数据存储、逻辑控制，时钟分配和数据传输五大模块。以dsp为核心处理单元的信号处理机是以pci插卡的形式直接插入计算机的pci总线插槽中。信号处理机通过pci接口芯片与pci总线连接，其功能是实现pc机与信号处理机之间数据传输和存储。其系统结构图如图1：

    图1系统结构图

    其中a/d转换器采用ad公司16位高精度a/d芯片ad976ars，它是采用电荷重分布技术的逐次逼近型模数转换器，器结构比传统逼近型adc简单，且不再需要完整的模数转换器作为核心。ad976ars具有以下特点：

    *它是16位的高精度a/d，可以做到16位不失码。

    *带有高速并行接口。

    *转换速度为200ksps。

    *可选内部或外部的2.5v参考电源。

    *带有片上时钟。

    可直接接运放ad8033输出，其中ad8033是低功耗、高精度的运放，这里接成跟随器模式。转换时钟由cpld给出(r/c)信号，cpld转接dsp1的tmr0e，并倒相后形成r/c信号，这样，数据采集的周期由dsp的定时器控制，可以实现周期可调的。又将ad976aars的busy信号引入到cpld，用于锁存a/d转换数据。运放与a/d的电路结构如图2：

    系统采用1片cpld（emp3256）作a/d转换输入数据锁存、产生dsp所需的复位信号等。同时，cpld还要完成pci桥的一些控制信号的生成、转接。实际上也就是作为pci局部总线的仲裁器，它对pci接口芯片和dsp提出的占用局部总线的请求进行仲裁，协调它们之间的逻辑关系，使局部总线上的操作顺利进行。系统还采用了两片16k×16位的双口ram idt70v261来构成dsp信号处理机与pci的接口，其中ram1作数据输入，ram2作数据输出。

    pci桥采用pci 9054完成，pci 9054是plx technology公司的较新产品，是一低成本，低功耗，功能较强的pci桥芯片，可以连接pc机的pci总线和局部总线，是先进的pci i/o加速器，采用了先进的plx数据流水线结构技术，是32位、33mhz的pci总线主i/o加速器；符合pci本地总