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一、前言
本文提到的控制系统控制通信设备的正常工作,是整个通信设备的重要组成部分。该控制系统要实现的功能为: 接收外来的信息、实时采集输入的信号,控制设备的工作状态、参数、频率、电压及完成设备的故障检测等;要求具备大量的通信功能和复杂的管理控制功能,且具备实时性、准确性。
原来普遍采用单片机加外围器件来完成这些功能,需要大量的外部电路,增加了系统成本,也增加了系统的复杂性,系统的可靠性也会受一定的影响。
本文所提出的基于DSP+FPGA的控制系统方案,利用FPGA的容量大、可编程实现很多功能,结合DSP具有高速的信息处理能力的特点,使得本控制系统非常简洁,结构灵活,通用性强,系统也易于维护和扩展。该方案基于软件无线电的思想,是采用通用平台的设计。
二、硬件设计
系统硬件组成如图1所示。
该硬件平台由DSP、FPGA、A/D、D/A、密钥存储单元、实时钟、接口电路及程序存储器组成。各关键部分的主要功能为:
(1)DSP:参数的处理、数据的分帧、组帧、编码、通过中断实时监控各种输入信号等;
(2)FPGA:总线控制、通信接口、数据采集、整形、组合逻辑生成、时钟信号产生等;
(3)密钥存储单元:具有EEPROM特性,掉电保护各种参数。
主要器件的选型如下。
(1)DSP器件
所选用的TI公司的TMS320LF2407是一种低价格、高性能的DSP芯片,其控制能力强,同时具有较高的运算能力,能够满足系统对微处理器的要求,从而实现较强的通信功能和复杂的管理控制功能。