tms320c6748_tms320c6748中文资料_tms320c6748 sata例程(6)

下面按上述结构对系统各部分工作过 [11]程进行简单介绍 。 1.信号发生器产生一定形式的脉冲信号，信号增益、脉宽等参数根据不同应用环境受计算机控制。 2.信号发生器的信号经过多通道发射机的整形放大后激励发射换能器基阵向水中发射声脉冲信号。 3.声脉冲信号经水底（或障碍物）反射返回，接收换能器基阵将接收的声信号转换为弱电信号，多通道接收机对弱电信号进行滤波放大处理。 4.信号采集与处理系统对放大处理后的信号按照一定算法进行运算，通过运算得到水底各探测点的数据。 5.计算机结合辅助设备的位置、姿态、声速等信息，得到各探测点的深度信息，通 5 哈尔滨工程大学硕论文过绘图软件整合各点信息，绘制水底地形地貌图，通过显示器或打印机等输出设备显示出来。 多通道发射机 信号发生器 辅助测量设备 声 收发基阵 速计、姿态仪、 接口 计算机 GPS等 多通道接收机 采集与处理系统 图2.2 多波束测深系统基本结构框图 根据上述系统结构和工作过程可以看出，本章所述的信号采集与处理系统负责整个系统中数字信号处理的大部分工作，还需要对各种辅助测量设备的数据进行分析，所以信号采集与处理系统的性能是多波束测深系统整体性能的决定性因素之一。

2.2 现有信号采集与处理系统的特点2.2.1 现有信号采集与处理系统的结构及优点 现有的信号采集与处理系统由信号采集板与信号处理板两块电路板构成，基本结构见图2.3 。 80通道 模拟输入 FPGA DSP ADC 采集板 DSP阵列 FPGA I 处理板 C P 图2.3 信号采集与处理系统结构简易框图 6 第2 章 系统方案设计 信号采集板的主要功能是对经过滤波、放大、混频处理后的模拟信号由共计 80 通道的ADC 进行信号采集，并由FPGA 和DSP 进行预处理。 处理板的主要功能是利用 DSP 阵列对经过采集板预处理的数据实现多子阵相位幅度联合检测算法。FPGA 负责数据的调度分配，最后由FPGA 通过PCI 总线上传到计算机中，由绘图软件做最后的绘图工作。 现有系统中信号采集与处理的优点如下： 1.系统运行情况稳定。信号处理系统采用FPGA 和多颗DSP 的结构，采用处理器阵列的工作模式，由于阵列内部没有连接器，不稳定因素少，不会因为连接器导致信号完整性问题。在系统使用过程中，系统运行情况良好，不稳定现象很少发生。 2.接口能力强。信号采集与处理系统通过CPCI 接口实现和计算机的互联，CPCI 接口的优势在于协议兼容性强，速度满足系统要求；通过串行接口与计算机通信，接收计算机控制命令，使系统能够协调有序的工作；通过自动增益控制，实现接收信号增益的自动化调节。

3 ．采用流水线结构。本系统在硬件结构上采用前后级的总体结构，并且采用了DSP阵列，可以很好地配合算法实现软件结构上的流水线，大幅提高系统的运算能力。2.2.2 现有信号采集与处理系统的问题 受已有系统的设计年代同时期硬件条件的限制，从当前的角度来看，该系统出现以下几种问题： 1. 结构相对复杂，调试困难。该系统由于采用了两块6U 板的结构，占据了机箱的两个PCI 连接插槽，设计机箱时不得不为其留出空间，使机箱体积增大，影响系统的便携性。信号处理系统采用DSP 阵列的设计思路，但多片DSP 在同一PCB 板上，造成系统调试困难，如果其中一片 DSP 出现故障，造成系统工作不正常，那么需要对整个系统进行调试；如果其中一片 DSP 损坏，需要重新焊接，那么焊接过程需要对整个系统进行操作，不但过程麻烦，而且容易造成对系统的损坏，增加额外的调试成本。 2.系统选用的FPGA 和DSP 的性能相对落后。现有系统的FPGA 采用Cyclone II 系列EP2C70F896 FPGA 芯片，该芯片规模较小，DSP 采用TMS320C6713 。随着多波束测深系统算法的更新，对硬件运算能力也提出了新的要求，上一代芯片的处理速度难免捉襟见肘。

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