2.2 USB总线接口
USB总线是一种通用的计算机串行接口总线标准,可以连接多个设备。USB总线标准目前有:1.0、1.1和2.0多个标准。其中:1.0、1.1标准最高提供12Mbps的传输速率;2.0标准最高提供480Mbps的传输速率。在该模拟器中,采用1.1标准的USB接口芯片USBN9602/3。
USBN9602/3是美国国家半导体公司生产的一款支持USB1.1标准的接口芯片。该芯片提供多种数据接口方式(8bits并口、并口复用、和MICROWIRE/PLUS),方便与控制器进行连接。相对来说,8b
its并口访问方式,访问简单读取速度比较快。该模拟器利用DSP对USBN9602/3进行控制,其数据线和地址线访问比较方便,因此采用8bits并口访问方式。USBN9602/3中断信号通知DSP进行时间处理。
2.3 可编程逻辑器件
本模拟器中两个DSP的外围器件的译码由一片CPLD完成。该CPLD根据DSP的PS、DS、IS、MSTROB、IOSTROB、WR、以及地址线译码得到外围器件(USBN9602/3、FIFO、RAM)的片选、读写等信号。
输出接口部分的FPGA负责完成对DAC、及FIFO的控制,产生他们需要的片选、读写、时钟等信号。模拟器中采用alteral公司的FPGA,在该器件中设计了多个PWM输出控制器、多个数字量输出控制寄存器。DSP2可以按照访问USBN9602/3的方式访问FPGA,对FPGA内部的寄存器进行操作。从而进行PWM和数字量输出。此外用和还可以根据自己的要求设计相应的功能,以满足不同用户的要求。alteral公司的FPGA由多种在线可编程方式,为了方便用户升级,我们采用8位并行加载方式。用户生成的下载文件经USB口传送给DSP1,由DSP1经过其总线下载导FPGA中。从而减少了利用EPROM、JTAG等其他方式加载时,对硬件进行的EPROM烧写、插拔等其他操作。对编程时FPGA和模拟器正常使用时一样,无需对硬件进行操作,做到了完全在线编程。
2.4 DAC模拟输出
本模拟器采用AD公司的8-Bit双路发射机用DAC AD9709作为数模转换芯片。该芯片的最大转换速率可达125MSPS,可以应用到通信、基站、数字合成、三维超声等领域。AD9709的数字输入端有双路并行、交织输入两种模式。我们采用能充分利用数据带宽的双路并行输入方式。AD9709模拟输出为两路差分信号,运放AD8041完成差分转单端。其功能框图如下:
3 软件结构
本模拟器的软件包括DSP和FPGA两部分。DSP1软件包括:USB控制,数据接收、处理、传输,FPGA配置,DSP2的引导等工作。DSP2软件相对较少,DSP1送来的数据进行处理,将处理后的数据送到各接口处,并控制各接口的工作状态。FPGA完成数字、模拟各接口的具体控制。图3为两个DSP的程序流程。