基于DSP+FPGA汽车防撞报警设备高速数据采集（下） 报警设备, 数据采集, 接口

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2.3.2 DSP与FPGA的接口设计
本系统在设计中DSP主要是通过C6713器件的外部存储器接口EMIF与FPGA进行数据通信。外部存储器接口(EMIF)是TMS DSP器件上的一种接口。一般来说，EMIF可实现DSP与不同类型存储器(SRAM、Flash RAM、DDR-RAM等)的连接。用EMIF与FPGA相连，从而使FPGA平台充当一个协同处理器、高速数据处理器或高速数据传输接口。
其EMIF的总线接口图如图6所示。


在完成对EMIF的DSP配置后，接下来就是实现EMIF接口的FPGA配置工作，保证FPGA中的数据正常的读入到DSP中。在FPGA中配置EMIF接口的连接图如图7所示。


该模块是DSP与FPGA进行通信的接口模块。通过该模块，DSP可以实现向FPGA传输控制信号，FPGA也可以通过该模块将FIFO中的数据传给DSP。CE、WE、RE、OE为DSP输入的使能信号，CLK为FPGA提供内部时钟，CLKOUT2是EMIF的输出时钟，为DSP与FPGA通信提供时钟频率，DSP_Addr(19：0)为DSP的输入地址，DSP_DataBus(31：0)为DSP的数据总线。FPGA根据读使能信号OE与片选信号CE的输入逻辑来判断EMIF是进行读操作还是写操作。当DSP通过EMIF读取数据时，FPGA中的数据从dpram_data(31：0)输入，由DSP_DataBus(31：0)管脚传送给DSP;若写数据，将DSP_DataBus(31：0)传来的数据从dout(31：0)送入FPGA。
2.4 人机交互模块
人机交互模块分为按健电路和LCD显示电路。限于篇幅，本文仅介绍LCD电路。
LCD显示部分我们采用真空荧光显示点阵式VFD屏，其优点是能高亮度发光。由于我们选择的屏是5 V供电，所以由DSP过来的3.3 V的信号线需要经过74LVCA245转化为5 V，再与VFD屏的控制器接口相连，LCD控制器接口如图8所示。


3 软件设计本系统软件主要由DSP和FPGA组成。其中DSP由系统初始化部分;系统功能模块的EMIF模块，FLASH模块和SDRAM模块组成以及人机交互模块组成。而FPGA设计则由FIFO模块以及DCM模块组成，软件总体模块框图如图9所示。

在整个系统中，DSP芯片负责DSP系统初始化部分和系统功能模块两个部分。其中DSP系统初始化部分包括DSP引导程序，DSP芯片中各硬件寄存器的设置，以及EDMA，定时中断等寄存器的设置。而系统功能模块中，包括FLASH模块和SDRAM模块，由于本系统中DSP需要处理的数据容量比较大，自身的存储容量不够，所以一些数据需要存储于FLASH中，而在运行过程中，很多数据的处理也要在SDRAM中进行;而DSP EMIF模块主要用来连接FPGA，FLASH和SDRAM。
FPGA逻辑设计部分包括了AD逻辑设计，DCM逻辑设计以及FIFO模块的逻辑设计。这块功能设计的主要目的是利用FPGA的硬件逻辑模块，同时进行2路高速AD数据的采集，并将数据放至由ISE软件的IPcore生成的FIFO中，最后由FIFO再通过由与EMIF相对应的逻辑接口将数据传输到DSP中。而整个逻辑设计过程中，其时钟均由DCM模块来产生，DCM模块可以由ISE软件的IPcore来生成，可以通过IP core生成系统需要的时钟频率，有延时少，抖动小等优点。
最后人机交互程序主要是包括LCD模块以及键盘模块。其中LCD来对数据进行显示，而键盘模块来对系统的各个参数进行设定。
4 结束语
文中在对目前高速数据采集系统的发展状况、FPGA可编程控制器件和DSP数字信号处理系统的深入研究的基础上，采用了高速ADC+FPGA+ DSP的设计方案，设计了一款高速数据采集系统，能够用于高速行驶的汽车防撞报警设备中，实时检测目标汽车与障碍物之间的距离，及时提醒驾驶员要提高警惕，注意安全驾驶。