嵌入式系統設計與應用 使用SBC和DSP

1 引言

嵌入式系統是以應用為中心、以計算機技術(shù)為基礎、軟硬件可裁剪、適應應用系統對 功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求的專(zhuān)用計算機系統。其主要由嵌入式處理器、 相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統及應用軟件系統等組成。使用嵌入式系統技術(shù)，不僅可以實(shí) 現硬件和軟件的集成優(yōu)化，而且具有多任務(wù)和網(wǎng)絡(luò )化功能?；谇度胧较到y的以上優(yōu)點(diǎn)，針 對星圖識別大數據量、實(shí)時(shí)響應速度和高可靠性等特征，以及方便以后的遠程控制，本文提 出一種以SBC+DSP 為硬件平臺的嵌入式系統，并說(shuō)明其特征。

2 系統設計

2.1 系統構成和框圖

在星圖的識別系統中需要進(jìn)行大量的星圖數據的處理工作，并且需要存儲星表數據，利 用一般的嵌入式系統很難滿(mǎn)足其數據量和實(shí)時(shí)性的要求，為此提出一種帶數據處理模塊的嵌 入式系統，這樣不僅可以大大增強其數據處理能力，而且可以節省大量的系統資源，用于完 成其他的控制工作。SBC+DSP 嵌入式系統主要由單板電腦(SBC)和一些功能模塊組成，用 戶(hù)在系統提供的交互界面來(lái)完成對整個(gè)控制系統管理、控制工作。整個(gè)系統的構成如圖1 所示：

2.2 系統硬件結構設計

為了達到系統的性能要求，高數據處理能力、實(shí)時(shí)響應能力、成本和可靠性，各子模塊 的硬件選擇分別如下。

SBC 系統采用研華的PCM-9375[3]，具有最大500 M 的CPU 頻率，支持多個(gè)串口通信 接口和USB2.0 通信接口；硬件平臺支持WinCE6.0 或Windows XPE 嵌入式操作系統，能夠 支持CF 卡啟動(dòng)；具有增強的IDE 總線(xiàn)接口和PC/104 外部擴展接口。是一款高性?xún)r(jià)比、低 功耗無(wú)風(fēng)扇單板電腦，適合于大多數嵌入式系統的應用環(huán)境，并且具有高的系統可靠性。

DSP 子系統采用DM642，專(zhuān)用于數字媒體應用的高性能32 位定點(diǎn)DSP，其工作主頻最 高可到720MHz，具有多路視頻輸入輸出口，能夠實(shí)現與視頻信號的無(wú)縫連接。由于DSP 器件中采用的哈佛結構[4]、多總線(xiàn)結構和片內DMA 電路與局部總線(xiàn)，使其能夠實(shí)現數據的 并行操作，具有強大的數據和信息處理能力。

PC104 采集模塊采用中泰的PM516，具有模擬和數字兩種接口，模擬輸入部分：輸入 通道數：?jiǎn)味?2 路，雙端16 路；輸入信號范圍：0～10V，-5V～+5V；輸入精度：12Bit； 最大采樣頻率：75KHz。數字部分：電平方式為T(mén)TL，輸入、輸出通道數均為16 路。