摘要：分析在apex软件环境下，sharc处理器阵列板与mvme2700单板机基于vme总线的交互通信机制；利用该机制在vxworks操作系统下，实现mvme2700单板机对dsp阵列板的被动触式工作时序控制。

关键词：嵌入式系统 sharc 实时性 vxworks

目前，许多信号处理系统dsp都采用analog device公司的sharc系列产品。随着dsp计算能力与应用范围的不断增强和扩大，越来越要求dsp具有实时控制能力以及具备多种通信接口。特别随着网络技术的不断发展，基于网络控制的dsp应用已成为主流；而嵌入式单板机（signal board computer）显然在实时控制与多通信接口及网络应用方面具有及大的优势。因此，通常在dsp处理机前端利用单板机设置通信控制器，加强对dsp系统的实时控制与外围通信接口扩展。dsp系统与其前端通信控制器之间是否具有良好的实时通信，决定了其整体性能的优良程度。本文利用motorola公司的mvme2700单板机作为dsp信号处理机的前端通信控制器，实现了对dsp系统的实时通信控制。

1 dsp及其前端控制

在需要高强度信号处理能力的领域，一般可采用多块具有拓扑结构的sharc处理器vmebus阵列板作为信号处理机。各阵列板通过连接线连接，具有很强的信号处理 能力。sharc阵列板虽具有强大的计算功能，但是却不适合加载实时操作系统，因此其自身管理功能并不强大，并且通信接口扩展性较差，不利于功能扩展和网络控制。为了对其实施合理的工作时序控制并增强外围通信功能，在其前端配置一块单板机，利用vxworks作为操作系统，并安装控制程序对sharc阵列板实施控制。由于单板机具有良好的通信接口扩展性，该单板机作为信号处理系统的前端机可以外接网络接口、视频接口、i/o接口等等，使得信号处理机可作为一个完整的分系统接入控制网络；利用单板机的强大的实时控制功能和网络功能，使信号处理机发挥最大功效。下面给出sharc阵列板与其前端的单板机组成的通信处理系统，如图1所示。

该嵌入式系统基于标准的vme总线结构，sharc处理器为adsp21060，其时钟频率为40mhz，晶体振荡器的频率为25.6mhz。每一个sharc处理器都支持高达240mb/s的高速通信。对sharc的软件开发采用apex(advanced parallel excutive)，即高级并行执行指令，由signal spectrum公司开发的sharc指令高级开发语言。

apex提供了性能优良的、灵活的并行处理器指令集，以及对dsp硬件的便捷访问功能。同时，apex还提供了基于vme总线的通信机制，允许从主机下装sharc代码到客户机，并且具备在主机和客户机之间进行数据传输的功能。本文采用美国motorola公司生产的单板机mvme2700，中央处理器powerpc mpc750作为melbourne的前端通信控制器。mvme2700是一个高度集成计算机系统，适用于要求高度实时控制管理的系统环境。它所使用的操作系统就是嵌入式的实时操作系统中的佼佼者vxworks。vxworks是具有高性能的实时操作系统内核。该内核使用中断驱动、抢占优先级的任务调配机制，这种机制使得vxworks具有高性能的实时特性。mvme2700的通信控制程序通过tornado软件在windows环境下进行程序开发。

2 sharc的vme总线通信机制分析

如果要实现mvme2700对sharc的实时控制，则必须了解sharc是如何基于vme总线对外访问的。由于mvme2700对sharc阵列板起着程序下载、引导和控制作用，在apex开发环境下视其为主机，而sharc阵列板则称为目标机。对于sharc阵列板而言，一般只有根部sahrc处理器参与vme总线通信。apex支持两类主机与sharc系统进行vme通信的方式：一类方式是在主机应用程序和sharc阵列板根部处理之间进行的较低层的数据块拷贝，类似于简单的本地数据拷贝标准c程序当中的memcpy；另一类则以客户端/服务端交互的形式在主机与sharc之间建立通信，利用中断实现同步，并且可以多路传输。下面对这两种方式加以分析。

2.1 同存块拷贝方式

apex提供主机与sharc目标机的任何内存地址拷贝数据的函数：cpy_to_sharc()和cpy_from_sharc()。给出sharc阵列板上sharc-0（根部处理器）的本地地址和主机上的本地址，即可进行内存块拷贝。本质上，这是一种基于vme总线的共享内存dma方式，函数cpy_to_sharc()和cpy_from_sharc()自动将主机与目标机的本地址释放成vme总线地址，通过共享内存进行数据传输，因此可以不必关心低层具体的vme总线映射关系，