来源：电子技术应用 作者：王卫江 陶 然 单 涛

摘要：以雷达信号处理领域中的应用为例，介绍了基于adsp2106x的高速并行数字信号处理系统的设计方法。adsp2106x本身的特点使其非常适合于高速实时处理的场合，与可编程逻辑器件的组成应用更新得该系统具有通用性强、外围器件少等特点。

关键词：adsp2106x雷达数字信号处理 高速并行现代雷达的数字信号处理具有海量运行需求的应用背景，如巡航导弹末制导雷达地形匹配、合成孔径雷达的成像处理、相控阵雷达的时空二维滤波处理等领域。目前，单片dsp难以胜任许多信号处理系统的要求。

世界上第一颗dsp芯片是美国德州仪器（ti）公司于1982年推出的第一代产品：tms32010。经过十几年的发展，dsp器件在高速度、可编程、小型化、低功耗等方面有了长足的发展。单片dsp芯片最快每秒可完成16亿闪（1600mips，每秒1600兆次指令）的运行，生产dsp器件的公司也不断壮大。目前，市场占有率前四名依次为：texas instruments、lucent、analog device、motrola，涉足这一领域的公司还有at&t、fujitsu、idt、nec、samsung等。

ti公司的dsp档次齐全，应用广泛，但片内ram较小；motorola公司的68000系列主要用于通信及仪表；ad公司的adsp2106x系列不仅具有很强的处理功能，而且有大容量的片内ram，被高速信号处理设计更为首选。

1 adsp2106x简介

adsp2106x是ad公司的一种高性能32位浮点dsp，它的基本特点有：

·最高工作频率为40mhz，时钟周期25ns。

·数据线有48根，地址线有32根，地址范围4g。

·所有指令都是单周期指令，指令长度均为48bit。

·32-bit ieee浮点运算单元，内含乘法器、alu和移位器，支持40bit的扩展精度浮点运算。

·10个dma通道。

·4m bit双口片内存器。

·有两个同步串口和六个连接口。

·支持多处理器共享总线。

2 基于adsp2106x的并行处理系统

adsp2106x提供了强大的实现多处理器并行处理的能力，允许某一处理器直接访问其它处理器的内部双口sram，并且这种访问一般不影响被访问处理器的工作，片内的分布总线仲裁逻辑可直接管理6片adsp2106x和一个宿主机组成的并行系统的信息交换。另外adsp2106x还具有6个4bit的连接口（link ports），每个连接口可以两倍于系统工作时钟的速率传送数据，因此每个连接口在一个时钟周期内能够传送一个8bit数据。在多处理器应用中，adsp2106x通过其它6个连接口实现处理器之间点到点的通信。由adsp2106x构成的典型多处理器并行系统主要有以下三种形式：共享总线的多处理器并行系统；meshsp(网络)结构多处理器并行系统；集束多处理器并行系统。

2.1 共享总线的多处理器并行系统

adsp2106x处理器支持最为常用的共享总线多处理器并行系统，把各处理器的相应信号线相互连接，如data 47-0，addr 31-0等。此时组成多处理器系统的每一片adsp2106x的片内存储器统一编址，任何一片adsp2106x都可以访问其它adsp2106x的片内存储空间。由于片内sram为双口存储器，因而这种访问并不中断被访问处理器的正常工作。在不增加辅助电路的条件下，通过外部总线接口（external port）直接相连的处理器数量最多为6个，如图1所示。

2.2 meshsp（网络）结构多处理器并行系统

meshsp是mit的lincoln实验室开发的一种大规模并行计算结构。在合适的应用背景下，meshsp具有很高的效率和灵活性。通过连接口把相邻的adsp2106x连接在一起，构成了meshsp结构，如图2所示。具有6个连接口是adsp2106x的最重要的特征之一，连接口每周期可传送8bit数据，处理器之间传送数据的最大速率为240mb/s。每个连接口都有自己的双缓冲输入和输出寄存器。时钟/回答握手信号控制连接口的传送，传送可编程为发送（输出）或接受（输入）数据。在这种结构中，每片adsp2106x只与相邻的节点直接通信，避免了总线瓶颈，所以很适合大规模并行系统。若干个adsp2106x组成一个两维或三维多处理器阵列，阵列中各个处理器通过连接口实现信息交换，数据流输入和输出通过外部总线接口或串行口实现。这种多处理器并行系统特别适合于多维信号处理（如二维fft算法等）。

2.3 集束多处理器并行系统

集束多处理器并行系统通过adsp2106x的外部总线接口和连接接口实现各处理器信息交换，如图3所示。集速多处理器并行系统可包括多个相互之间通过并行总线相连接、处理器之间相互可存取对方片内双口sram的子系统组成，每个子系统可包括6个处理器和一个宿主机处理器。处理器之间还可通过连接口实现点到点的通信。通常这种系统比