摘 要： 介紹了基于FPGA+DSP+ARM的數據傳送總線變換器的整體設計及ARM、DSP和FPGA的器件選型，詳細描述了ARM與DSP、DSP與FPGA的接口電路設計，給出了系統(tǒng)軟件結構設計,詳細描述了HPI驅動程序的實現過程。

　　在飛控組件測試時，由于被測系統(tǒng)與上位機有一定距離，如果直接把遙測并行數據傳送到上位機，將會出現數據信號的衰減和信號延時問題，有可能使信號時序錯位，從而達不到系統(tǒng)測試的要求。為此，需要研制一種數據傳送總線變換器，用來完成被測數據無失真的、實時的、遠距離與上位機的通信，并能接收上位機的控制指令，實現工作狀態(tài)的遠程交互。

　　1 數據傳送總線變換器的整體設計

　　綜合考慮到測試系統(tǒng)實時性和可靠性的要求，選擇以太網口作為數據傳送總線變換器與上位機的數據轉發(fā)接口，以高速串口作為控制口，采用FPGA+DSP+ARM的架構作為實時信息處理平臺。

　　數據傳送總線變換器的系統(tǒng)框圖如圖1所示。其中，FPGA作為數據預處理器，完成并行數據到串行數據的轉換等數據預處理任務；DSP讀取FPGA處理后的數據并完成數據壓縮的任務；ARM作為中央處理控制器，主要完成從DSP系統(tǒng)中讀取已經編碼好的數據并通過以太網口完成與上位機的實時通信任務。上位機按照數據傳輸協(xié)議、產品的數據遙測協(xié)議解調出各類物理變量，記錄并存儲。測試人員通過上位機完成工作狀態(tài)的遠程控制與各種信息交互任務。

　　在該系統(tǒng)中采用了FPGA+DSP+ARM的高端架構，但是衡量一個系統(tǒng)的整體性能不僅要看所使用的器件和所完成的功能，還要看各個器件之間的接口形式。在FPGA+DSP+ARM的信息處理平臺上，三者之間的接口形式將決定整個系統(tǒng)的性能。為滿足實時的信號處理任務，在選擇DSP芯片時，不僅要考慮DSP芯片的處理速度，還要考慮DSP芯片與FPGA、ARM的接口能力，選擇帶有EMIF和HPI接口的DSP使其與FPGA、ARM無縫連接成為該系統(tǒng)設計的關鍵一環(huán)。

　　2 器件選型

　　在該數據傳送總線變換器中，FPGA選用Xilinx公司最新推出的低成本現場可編程門陣列Spartan-3E 系列中的XC3S500E。XC3S500E包含有20個Block RAM，每個RAM塊中的18 KB的模塊存儲器，是完全同步、真正的雙端存儲器。用戶可獨立地從每個端口讀出或向每個端口寫入（但同一地址不能同時進行讀和寫）。另外，每個端口都有一個獨立的時鐘，對每個端口的數據寬度都可以獨立進行配置。

　　ARM芯片選用Samsung公司的S3C4510B。S3C4510B是基于以太網應用系統(tǒng)的高性價比16/32 bit RISC微控制器，內含一個由ARM公司設計的16/32 bit ARM7TDMI RISC處理器核。除了ARM7TDMI核以外，S3C4510B還有許多重要的片內外圍功能模塊，其中就有一個以太網控制器，用于S3C4510B系統(tǒng)與其他設備的網絡通信。

　　DSP芯片選用TI公司的TMS320C6416。TMS320C6416是TI公司推出的高速定點DSP，它擁有處理能力強大的CPU、高達1 MB的RAM、豐富的外設接口。外設包括CPU訪問外圍設備提供無縫接口的靈活的外部存儲器接口EMIFA和EMIFB，一個使得DSP很容易通過PCI接口無縫連接到一個具有PCI功能的外部主CPU上的PCI接口，一個16/32 bit寬的異步并行接口HPI（和PCI共用相同的引腳），一個提供64 bit數據通道訪問的增強型EDMA等。其高速的處理速度滿足系統(tǒng)的實時性要求，并能實現與多種外設無縫連接。