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基于图象处理机的现场再配置技术研究
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摘要
本课题对基于导弹导引舱内的图象处理系统现场再配置的途径进行了研究。该图像处理机的核心器件主要有DSP和FPGA,这两个部分都需要有软件来配合使用才能使系统更加灵活,功能也更加强大,而对这两部分的软件升级和改写的过程即为现场再配置。
     论文研究和讨论了使用不同接口对已有系统进行现场再配置的各种方案,分析比较了其优缺点,并最终设计和实现了一种通过USB2.0接口对系统中DSP芯片进行有效再配置的方案。系统内以一片Xinlinx VirtexⅡ系列FPGA为核心,连接一片TI的6200 DSP,USB2.0芯片采用Cypress的EX-USB FX2系列完成了系统的扩展,并在简化的系统上进行了实验性的研究。
     本文根据课题中的图像处理机提出了系统再配置的解决方法,并通过一些实验分析了各种解决方法优缺点。作为理论基础,本文分别就系统中所使用的主要核心芯片,如USB2.0芯片CY7C68013、6200系列DSP以及所使用的Xinlinx的FPGA芯片做了一般性的介绍;通过FPGA的内部逻辑关系使68013的数据地址总线和DSP的XBUS相连接;并通过这个在原系统内扩展USB口的方式来使系统获得再配置;重点分析了USB2.0芯片在使用时的软硬件配置方法,并对DSP的引导及再配置的方法作了详细论述。
     关于系统实现,本文分为USB2.0通信和DSP再配置两个大的部分作了详细介绍。USB2.0通信方面,介绍了这款芯片与该系统内的核心芯片FPGA的硬件连接,以及系统各部分之间的通信途径;重点介绍了保证USB可靠通信的相关的固件设计、驱动设计以及应用软件的设计。关于DSP再配置方面,本系统采用了Flash的时序特征和配置方法,通过实验验证了这个系统的可行性。
     在系统调试部分,本文介绍了系统开发和调试的工具CCS、ISE、EZ-USB Control Panel,以及调试的过程中相关问题的解决方法;并结合系统设计中高速板的制作过程中遇到的问题进行了分析。
This task gives the research to the way of locale relocation based on image process system of guided storehouse of guided missile, and the core of image processor mainly includes DSP and FPGA, and the two parts need some software to cooperative to make the system to be more flexible and have a powerful function, and the process for upgrade and rewriting we call it locale relocation.
     This article studies and discusses various schemes using different interface to relocate the system, and analyzes and compare its advantages and disadvantages, and finally realizes a scheme to relocate the primary system through USB 2.0 interface. Taking a piece of Xinlinx VirtexⅡ,series of FPGA ,as the core of the system ,connecting with a piece of 6200 DSP of TI, and USB 2.0 chipset complete the system′s expanding using EX-USB FX2 of Cypress, and give experimental research on predigested system.
     This article brings forward the way solving system relocation, and analyzes the advantages and disadvantages of each method through experiment. As the theoretic base ,we give some common introduce to the pivotal chipset used in the system ,such as USB 2.0 chipset、6200 series' DSP and FPGA of Xinlinx, and through FPGA inner logic it not only make Data Bus of 68103 connected with the XBUS interface of DSP, but also make the system relocated through the way by expanding USB in the original system ,and then the article analyzes the way of relocation of hardware and software when using USB 2.0 chipset, and detailed discusses the method to lead and relocate DSP.
     About system realization, the article divides it into two parts to introduce detailedly, that is USB 2.0 communications and relocation of DSP. About USB 2.0 communications, it introduces hardware connection between this chipset with FPGA which is the core chipset in the system, and the way of communications in each part of the system, and then emphatically introduces the design of correlative firmware and the design of drive and some applied software, which ensure the USB reliably communicating. About relocation of DSP, the system uses scheduling characteristics and the way of collocation, and it validate feasibility of this system though an examination.
     About system debugging, this article introduces some tools for exploitation and debugging used for this system including CCS, ISE and EZ-USB the debugging tool for USB, and the methods to solve any correlative problems meeting in debugging, and analyze the matters when happened during making the high-speed board.
引文
[1] 郑志伟等.空空导弹系统概论.北京:兵器工业出版社,1997.12
    [2] 徐欣等.基于 FPGA 的嵌入式系统设计. 北京:机械工业出版社,2005.1
    [3] 彭启宗,李玉柏.DSP 技术. 北京:国防工业出版社,1998
    [4] 仲源.USB 总线的结构和测试.总线测试,2001,(6):198-200
    [5] 刘思久,腾岩峰等基于 USB 总线的测试系统.电测与仪表,2002,(5):43-46
    [6] 范逸之等. Visual Basic 与 RS-232 串行通信控制(最新版).北京:清华大学出版社,2002.6
    [7] 杨恒等.FPGA/CPLD 最新实用技术指南. 北京:清华大学出版社,2005.1
    [8] 黄凤英,郭晶虹,庄咏勤.DSP 原理及应用.南京:东南大学出版社,1997.12
    [9] 苏涛,蔺丽华,卢光跃等.DSP 实用技术.西安:西安电子科技大学出版社,2002
    [10] 李学海. PIC 单片机实践.北京:北京航空航天大学出版社,2004.6
    [11] 张明峰.PIC 单片机入门与实战. 北京:北京航空航天大学出版社,2004.9
    [12] 夏路易等.电路原理图与电路板设计教程 Protel 99SE. 北京:北京希望电子出版社,2002.6
    [13] 聂东,张红兵.USB2.0 规范与 EZ-USB FX2 高速外设控制器.国外电子元器, 2002,7:37-41
    [14] EZ-USB FX2 Manual Technical Reference.Cypress Company ,Version 2.1
    [15] Glen Reuschling.USB Primer:Building USB Host Controller.Circuit cellar.1999, (109):60-68
    [16] 齐邦强.USB2.0 性能特点及其应用.微型机与应用.2002,(7):15-16
    [17] 陈逸.USB 大全. 北京:中国电力出版社,2001
    [18] Cypress Semiconductor Corporation. EZ-USB FX2 USB Microcontroller
    [19] 王成儒等.USB2.0 原理与工程开发. 北京:国防工业出版社,2004.1
    [20] 黄维柱,许军.通用串行总线 USB.计算机应用研究.2001,(2):46-48
    [21] 王青.通用串行总线(USB)技术规范.电子测试 1999,(6):32-35
    [22] USB Implementers Forum.Universal Serial Bus Specification.Revision 2.0.2000:34-38,194-196
    [23] 祝捷,徐家恺,刘斌.USB2.0 及基于多芯片的外设端通用模块设计国外电子 元器件.2002,7:10-13
    [24] Keil Software.Cx51 Compiler User's Guide.2000:17-19
    [25] 清源科技.TMS320C54x DSP 硬件开发教程. 北京:机械工业出版社,2003.9
    [26] 赵训威.基于 TMS320C6200 系列 DSP 芯片的应用与开发. 北京:人民邮电出版社,2002.5
    [27] 任丽香,马淑芬,李方慧.TMS320C6000 系列 DSPs 的原理与应用,第 1 版.北京: 电子工业出版社,2000.8
    [28] 李广军,孟宪元.可编程 ASIC 设计及应用.成都:电子科技大学出版社,2000
    [29] Xilinx Inc. Virtex 2.5V Field Programmable Gate Arrays, 1998
    [30] Xilinx.DS083 (v4.1), Virtex-Ⅱ Pro and Virtex-Ⅱ ProX Platform FPGAs Complete Data Sheet.Xilinx,Inc.,2004
    [31] Virtex-Ⅱ-1.5V FPGA Family.Complete Data Sheet.2003 .www.xilinx.com
    [32] Cypress Semiconductor Corporation. EZ-USB FX2 Technical Reference Manual,2001:6-15
    [33] 萧世文.USB2.0 硬件设计. 北京:清华大学出版社,2003
    [34] 张雄伟.DSP 芯片的原理与开发应用.北京:电子工业出版社,1997
    [35] TMS320C62xx Programmer' Guide.Texas Instruments Incorporated,1999
    [36] 许永和.EZ-USB FX 系列单片机 USB 外围设备设计与应用. 北京:北京航空航天大学出版社
    [37] 启啸,张纪,张连超.USB 2.0 控制器 CY7C68013 特点与应用.单片机与嵌入式系统应用.2002 年第 10 期.第 50 页
    [38] SST39VF040A Datasheet. Silicon Storage Technology,Inc.2000
    [39] 尹勇等.DSP 集成开发环境 CCS 开发指南. 北京:北京航空航天大学出版社,2003.11
    [40] 王诚等.FPGA/CPLD 设计工具 Xilinx ISE 使用详解. 北京:人民邮电出版社,2005.1
    [41] MarkI .Montros 著,刘元安等译.电磁兼容和印制电路板.北京:人民邮电出版社,2002.12
    [42] 曾峰等.印制电路板(PCB)设计与制作.北京:电子工业出版社,2002.11

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