基于DSP及FPGA的水下目标定位系统数字信号处理模块设计 4 设计, 空间, 存储器, 程序, FLASH

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以FPGA为核心的各种接口设计包括存储器接口、外部中断接口、AD接口、DA接口、串行接口、LCD显示器接口等。为了便于扩展，DSP的EMIF信号线全部接到FPGA，并将FLASH存储器(AM29LV256M)和SRAM存储器(CY7C1061AV33)先通过FPGA再接到DSP的EMIF空间。也就是说，外部设备包括存储器可方便地映射到DSP不同的存储器空间。DSP的EMIF空间的缺省的配置为：CEO用于访问FPGA的片内SRAM(作用输入及输出缓冲的存储器)：CE1用于访问DSP的上电程序加载空间，与FLASH存储器连接；CE2用于访问SRAM空间。外部中断接口用于将可选的多个外部中断源有选择的接到DSP的中断输入；缺省的配置为：INT0用于响应外部的同步，INT1用于RS422通信中断，INT2用于RS232通信中断；INT3、INT4为用户备用中断。AD接口首先将串行的采样数据转换成并行的数据并存放于FPGA的片内缓存或者直接将并行的采样数据存放于FPGA的片内缓存，用于FPGA的数据预处理(如FIR、FFT等)，然后再将预处理的结果送到输出缓存。DA接口则在DSP的控制下、将DA输出缓存中的并行数据转换成AD5545所需要的串行接口数据，实现DA变换。串行接口则按照不同接口的收发协议，组织及收发数据，实现与不同设备的通信。LCD显示接口实际上是一个连续读写显存的接口，因此在FPGA内部设计了一个专门的读写显存控制器(简称LCD控制器)，可以独立进行显示、控制LC D；但是为了便于DSP及时更新显示内容，在DSP和LCD控制器之间设计了一套仲裁电路，解决它们在读写显存时的冲突。
2 应用程序设计
时延估计是声源定位算法的关键内容。为了进行时延估计，首先基阵接收目标信号模拟信号，再经过采集、依据不同方法进行处理，得到目标信号到达各个阵元的相对时延。一种广义互相关时延估计法(GCC)的流程图如图2所示。其中滤波在FPGA内部采用FIR实现，而FFT则可以由FPGA实现。也可由DSP实现。