多片DDC芯片HSP50214B與DSP接口電路設計

　　筆者在多通道無(wú)源雷達信號處理機的設計中，采用了DSP芯片TMS320VC5409控制4片DDC芯片HSP50214B的接口電路，研究了同步控制多片HSP50214B等關(guān)鍵技術(shù)。

　　DDC芯片HSP50214B

　　數字下變頻器HSP 50214B是一個(gè)非常靈活的數字調諧器,是INTERSIL公司為了滿(mǎn)足一個(gè)寬范圍的通信商業(yè)標準要求而設計的,主要用于軟件無(wú)線(xiàn)電中A/D后的處理。HSP50214B 的下變頻處理功能是將被抽樣的中頻信號轉變成基帶數字抽樣信號,完成該功能的模塊包括本振產(chǎn)生器(NCO),積分梳狀濾波器(CIC),多級半帶濾波器(HB)以及可編程有限脈沖響應濾波器(FIR),具有重復抽取,自動(dòng)增益控制,頻率鑒別,以及多片同步檢測等功能。如果將HSP50214B和一個(gè)DSP處理芯片直接連接就可以傳遞和處理數字基帶信號和狀態(tài)數據?？删幊滔伦冾l器HSP50214B能夠將數字化的中頻數據轉變成能夠被標準的DSP微處理器處理的基帶數據。

　　多片DDC與DSP接口電路

　　HSP50214B的配置通過(guò)DSP對其內部控制字操作來(lái)實(shí)現，共有255個(gè)32bit的控制字可以分別控制HSP50214B的輸入、抽取、濾波、輸出格式等環(huán)節。通過(guò)地址線(xiàn)A0-A2和數據線(xiàn) D0-D7，可以實(shí)現對其內部控制字的讀寫(xiě)操作，如圖1所示。

　　圖1 HSP50214B和DSP接口電路

　　四片HSP50214B的8位數據線(xiàn)同時(shí)占用DSP數據線(xiàn)的低8位,3位地址線(xiàn)同時(shí)占用DSP地址線(xiàn)的低3位。由于HSP50214B沒(méi)有讀寫(xiě)寄存器片選信號,因此需要利用DSP的讀寫(xiě)信號RD/WR和高位地址線(xiàn)A15-A14位,并由EPLD對其進(jìn)行譯碼分別控制四片HSP50214B器件的寫(xiě)信號WR,該寫(xiě)信號負責把數據總線(xiàn)上的數據寫(xiě)入到HSP50214B控制寄存器中,這樣就實(shí)現了片選不同HSP50214B的目的。

　　HSP50214B的寫(xiě)操作過(guò)程采用間接尋址方式, 32bit的控制字首先通過(guò)8bit數據線(xiàn)分4次寫(xiě)入主寄存器,該4次寫(xiě)操作過(guò)程中地址線(xiàn)A2-0應依次為[000:011],之后DSP將該控制字對應的8bit目標寄存器地址寫(xiě)入HSP50214B內部專(zhuān)有寄存器,此時(shí)地址線(xiàn)應為[100],該操作觸發(fā)一個(gè)脈沖,將主寄存器中的32bit控制字加載入目標寄存器?？刂谱衷赪R信號的上升沿鎖存入主寄存器。需要格外注意的是,在相鄰控制字加載過(guò)程之間需等待4個(gè)時(shí)鐘周期,由HSP50214B進(jìn)行內部加載配置。

　　由于DSP的數據總線(xiàn)和地址總線(xiàn)需要同時(shí)與EPLD和四片HSP50214B相連接，為了提高總線(xiàn)的驅動(dòng)能力，DSP輸出的總線(xiàn)需要通過(guò)TI公司的SN74LVTH162245芯片進(jìn)行驅動(dòng)后才能與這些異步接口的器件相連接。但是，這樣直接加上驅動(dòng)的數據和地址總線(xiàn)被四片HSP50214B分時(shí)復用會(huì )帶來(lái)傳輸阻抗不匹配的問(wèn)題，系統采用的方法是使被復用的DSP總線(xiàn)上的每一路信號首先驅動(dòng)SN74LVTH162245上的四個(gè)輸入端，這樣就可以從它的輸出端得到四個(gè)被相互隔離的四路相同信號，然后再各自加端接匹配電阻，對每路信號進(jìn)行匹配后再接到各自的終端。這樣不僅解決了信號隔離問(wèn)題，還很好地解決了一路信號線(xiàn)因驅動(dòng)多路終端所引起的傳輸阻抗不匹配的問(wèn)題。

　　此外,DSP的控制信號通過(guò)EPLD譯碼產(chǎn)生DDC的輸入使能信號ENI,決定DDC芯片開(kāi)啟工作時(shí)刻。在DSP加載DDC芯片控制字,HSP50214B芯片開(kāi)始工作后產(chǎn)生輸出數據有效信號DATA_RDY,通過(guò)EPLD對此信號進(jìn)行計數監控,可以實(shí)時(shí)計算DDC輸出的數據量,并進(jìn)而向后級DSP發(fā)出讀數據請求中斷,實(shí)現合理的時(shí)序分配。

　　多片DDC同步工作的關(guān)鍵技術(shù)

　　為了實(shí)現多路中頻信號同步處理,要求DDC同步工作。DSP通過(guò)EPLD譯碼控制著(zhù)四片DDC的輸入使能信號ENI,在DSP寫(xiě)DDC控制字期間,ENI處于無(wú)效狀態(tài),DSP寫(xiě)操作結束后向EPLD發(fā)出控制信號,將四片DDC芯片的輸入端同時(shí)使能,從而實(shí)現了多DDC同步啟動(dòng)工作。

　　圖2 多片HSP50214B同步工作電路