基于獨立DSP平臺的實(shí)時(shí)衛星導航接收機的設計

2.2 自舉引導功能的實(shí)現
　　為了保證接收機能夠脫離主機獨立工作，本設計采用ROM自舉加載模式，接收機程序作為固件存儲在外部的非易失存儲器Flash中，DSP復位后，先把外部存儲的程序加載到片上高速內存中，然后順序執行片上RAM中的程序。由于C64x只自動(dòng)復制1 KB到片上內存，而接收機的程序遠遠大于這個(gè)數量，所以需要采用二級程序加載的方法。二級程序加載按照如下方式進(jìn)行：
　　編寫(xiě)二次引導程序代碼，然后燒寫(xiě)到Flash中。系統復位后，DSP將通過(guò)EDMA控制器按照默認的時(shí)序自動(dòng)二次引導代碼加載到片上內存的首地址中，傳輸完成后CPU從首地址開(kāi)始執行這段二次引導程序。二次引導代碼首先配置EMIFB的相關(guān)寄存器,使其工作在16 bit總線(xiàn)時(shí)序下，然后將衛星導航接收機相關(guān)程序加載到CPU的片上指定空間。當二次引導程序執行完畢后自動(dòng)跳轉到主程序的入口處，開(kāi)始執行軟件接收機的相關(guān)程序。
　　值得注意的是本設計中Flash采用16 bit數據線(xiàn)，所以EMIFB的地址線(xiàn)的最低位BEA1沒(méi)有連接到Flash芯片地址線(xiàn)的最低位A-1，而C64x在ROM加載模式下是使用默認時(shí)序8 bit加載，即在自加載情況下EMIFB不能訪(fǎng)問(wèn)本設計中Flash的奇地址。為了保證自加載成功，需要對二次引導程序生成的二進(jìn)制（.bin）文件進(jìn)行修改，將有效數據存放在偶地址單元，在奇地址單元填充任意數據。圖5所示為16 bit Flash與DSP的連接及自舉示意圖。

2.3 接收機任務(wù)調度設計
　　軟件接收機程序是在CCS3.1開(kāi)發(fā)環(huán)境下用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)移植完成的。由于DSP平臺資源有限，為了滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性，TI公司的DSP/BIOS操作系統將應用程序按線(xiàn)程結構化設計，每個(gè)線(xiàn)程完成1個(gè)模塊化的功能，并允許高優(yōu)先級線(xiàn)程搶占低優(yōu)先級線(xiàn)程以及線(xiàn)程間的同步和通信[5]。把接收機的跟蹤、捕獲、定位等功能模塊設置成相互獨立的線(xiàn)程，線(xiàn)程之間的切換通過(guò)硬件中斷或軟件中斷來(lái)實(shí)現，并根據實(shí)時(shí)性要求為各個(gè)線(xiàn)程分配優(yōu)先級，其中跟蹤優(yōu)先級最高，捕獲優(yōu)先級最低，定位線(xiàn)程通過(guò)周期(PRD)函數來(lái)實(shí)現，優(yōu)先級介于跟蹤和捕獲之間。軟件接收機各個(gè)線(xiàn)程的功能以及它們之間的關(guān)系如下：
　　(1) 數據采集硬件中斷
　　EDMA觸發(fā)的硬件中斷具有最高優(yōu)先級。該中斷由McBSP端口產(chǎn)生，并通過(guò)EDMA中斷觸發(fā)，每20 ms中斷1次。中斷響應程序中主要完成乒乓緩沖區的切換和數據拷貝工作。中斷處理完成后，會(huì )立刻觸發(fā)跟蹤軟中斷，以保證及時(shí)完成衛星信號的跟蹤。
　　(2) 信號處理軟中斷
　　跟蹤線(xiàn)程軟中斷處理程序如果發(fā)現有需要跟蹤的導航衛星，則對緩沖區中的數據進(jìn)行跟蹤運算。跟蹤線(xiàn)程結束后，會(huì )根據當前DSP處理器占用情況分時(shí)隙調用捕獲軟中斷。跟蹤線(xiàn)程具有最高的軟中斷優(yōu)先級。該中斷執行時(shí)間與同時(shí)跟蹤的衛星數量有關(guān)。
　　捕獲線(xiàn)程中斷處理程序可被所有其他線(xiàn)程搶占，當所有高優(yōu)先級的線(xiàn)程執行完畢后，捕獲才能繼續執行。捕獲線(xiàn)程對緩沖區數據進(jìn)行捕獲處理，將已捕獲的衛星信息告知系統，以在下一次硬件中斷后對其進(jìn)行跟蹤，在DSP平臺的平均執行時(shí)間為50 ms。