多片DDC接口的设计 .doc

多片DDC接口的设计 Interface Design of Multiple DDCs北京理工大学电子工程系?? 赵华 马永峰 陶然 摘要：本文提出了用DSP芯片控制多片数字下变频器的接口设计方案,分析了多片DDC同步工作的关键技术,最后给出了该接口电路在“无源雷达信号处理”项目中的具体应用。关键词：DDC;HSP50214B;DSP;同步*国家自然科学基金资助项目（座机电话号码）。2005年5月26日收到修改稿。引言数字下变频的处理功能是将采样后的中频信号转换成基带数字信号,广泛应用于雷达、声纳和无线电接收机中。数字下变频器 DDC 是数字下变频的硬件实现方案之一,能够将数字化的中频数据转换成能够被标准DSP处理的基带数据。将DDC和DSP芯片直接连接就可以传递和处理数字基带信号和状态数据。由于转换时间短、可编程控制和数字化、易集成等优越性能,DDC在雷达、通信等电子系统中应用越来越广泛;在多路信号处理等场合,也常使用多片DDC进行下变频、抽取滤波处理。笔者在多通道无源雷达信号处理机的设计中,采用了DSP芯片TMS320VC5409控制4片DDC芯片HSP50214B的接口电路,研究了同步控制多片HSP50214B等关键技术。 DDC芯片HSP50214B 数字下变频器HSP50214B是一个非常灵活的数字调谐器,是INTERSIL公司为了满足一个宽范围的通信商业标准要求而设计的,主要用于软件无线电中A/D后的处理。HSP50214B 的下变频处理功能是将被抽样的中频信号转变成基带数字抽样信号,完成该功能的模块包括本振产生器 NCO ,积分梳状滤波器 CIC ,多级半带滤波器 HB 以及可编程有限脉冲响应滤波器 FIR ,具有重复抽取,自动增益控制,频率鉴别,以及多片同步检测等功能。如果将HSP50214B和一个DSP处理芯片直接连接就可以传递和处理数字基带信号和状态数据。可编程下变频器HSP50214B能够将数字化的中频数据转变成能够被标准的DSP微处理器处理的基带数据。 多片DDC与DSP接口电路HSP50214B的配置通过DSP对其内部控制字操作来实现,共有255个32bit的控制字可以分别控制HSP50214B的输入、抽取、滤波、输出格式等环节。通过地址线A0-A2和数据线 D0-D7,可以实现对其内部控制字的读写操作,如图1所示。 图1 HSP50214B和DSP接口电路四片HSP50214B的8位数据线同时占用DSP数据线的低8位,3位地址线同时占用DSP地址线的低3位。由于HSP50214B没有读写寄存器片选信号,因此需要利用DSP的读写信号RD/WR和高位地址线A15-A14位,并由EPLD对其进行译码分别控制四片HSP50214B器件的写信号WR,该写信号负责把数据总线上的数据写入到HSP50214B控制寄存器中,这样就实现了片选不同HSP50214B的目的。HSP50214B的写操作过程采用间接寻址方式, 32bit的控制字首先通过8bit数据线分4次写入主寄存器,该4次写操作过程中地址线A2-0应依次为[000:011],之后DSP将该控制字对应的8bit目标寄存器地址写入HSP50214B内部专有寄存器,此时地址线应为[100],该操作触发一个脉冲,将主寄存器中的32bit控制字加载入目标寄存器。控制字在WR信号的上升沿锁存入主寄存器。需要格外注意的是,在相邻控制字加载过程之间需等待4个时钟周期,由HSP50214B进行内部加载配置。由于DSP的数据总线和地址总线需要同时与EPLD和四片HSP50214B相连接,为了提高总线的驱动能力,DSP输出的总线需要通过TI公司的SN74LVTH162245芯片进行驱动后才能与这些异步接口的器件相连接。但是,这样直接加上驱动的数据和地址总线被四片HSP50214B分时复用会带来传输阻抗不匹配的问题,系统采用的方法是使被复用的DSP总线上的每一路信号首先驱动SN74LVTH162245上的四个输入端,这样就可以从它的输出端得到四个被相互隔离的四路相同信号,然后再各自加端接匹配电阻,对每路信号进行匹配后再接到各自的终端。这样不仅解决了信号隔离问题,还很好地解决了一路信号线因驱动多路终端所引起的传输阻抗不匹配的问题。此外,DSP的控制信号通过EPLD译码产生DDC的输入使能信号ENI,决定DDC芯片开启工作时刻。在DSP加载DDC芯片控制字,HSP50214B芯片开始工作后产生输出数据有效信号DATA_RDY,通过EPLD对此信号进行计数监控,可以实时计算DDC输出的数据量,并进而向后级DSP发出读数据请求中断,实现合理的时序分配。 多片DDC同步工作的关键技术为了实现多路中频信号同步处理,要求DDC同步工作。DSP通过EPLD译码控制着