用FIFO設(shè)計(jì)AD與DSP之間的接口

1、    摘要：在采用CCD對(duì)非透明薄板厚度的測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用高速A/D和DSP等器件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)可以確定CCD的像點(diǎn)位置。由于轉(zhuǎn)換器的采樣速率和的工作時(shí)鐘頻率相差非常大，為了提高DSP的工作效率，避免數(shù)據(jù)丟失和控制方便，采用小容量的FIFO作為兩者之間的接口可以產(chǎn)生很好的效果。     關(guān)鍵詞：A/D；DSP；FIFO前言在使用對(duì)非透明薄板厚度的測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，筆者采用高速和等器件設(shè)計(jì)信號(hào)采集和處理電路來(lái)確定的像點(diǎn)位置。其具體電路如圖所示，該信號(hào)采集和處理電路由驅(qū)動(dòng)電路、加法電路、濾波放大等信號(hào)預(yù)處理電路、轉(zhuǎn)換電路、電路

2、、時(shí)序與邏輯控制產(chǎn)生電路、總線(xiàn)接口電路等組成。其中芯片選用公司生產(chǎn)的高速數(shù)字信號(hào)處理芯片它主要用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值和重心算法處理，從而確定上像元的位置，然后把處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)總線(xiàn)傳輸?shù)綑C(jī)進(jìn)行厚度計(jì)算、結(jié)果顯示、存儲(chǔ)等后續(xù)處理。該電路所需的時(shí)鐘信號(hào)和采樣邏輯控制時(shí)序由一片芯片產(chǎn)生。當(dāng)模擬信號(hào)由轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，往往都需要輸入的作進(jìn)一步處理。但轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)輸出與的讀外部數(shù)據(jù)的時(shí)鐘很難精確地配合。即使能讀取到外部總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)，由于速率是，外部存儲(chǔ)器時(shí)鐘為，為了讀到總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)，外部存儲(chǔ)器讀寫(xiě)時(shí)鐘也必須控制在，這樣就大大降低了的使用效率，同時(shí)再加上處理數(shù)據(jù)也需要一定的時(shí)間，而不能一味地讀取外部數(shù)據(jù)

3、。所以，為了控制方便，避免數(shù)據(jù)丟失，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用小容量的作為兩者之間的接口。本設(shè)計(jì)選用的芯片是公司的。該芯片容量為×，存取時(shí)間最大為，讀寫(xiě)周期最小為。該器件具有半滿(mǎn)（）、全滿(mǎn)（）和空（）三個(gè)標(biāo)志位輸出，可以同時(shí)滿(mǎn)足深度和寬度級(jí)聯(lián)的需要。>"與芯片的工作原理 讀寫(xiě)過(guò)程的一次讀寫(xiě)過(guò)程如圖所示，由于是順序讀取數(shù)據(jù)，因此只需提供讀寫(xiě)和其它控制信號(hào)線(xiàn)，而不需要一般所需的地址線(xiàn)。若將兩路輸出的數(shù)據(jù)存入中，每片用兩片即可級(jí)聯(lián)構(gòu)成的數(shù)據(jù)寬度。由于采用的是供電，所以經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換器件可將數(shù)據(jù)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成，然后與的外部數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連。再由的半滿(mǎn)信號(hào)作為外部中斷信號(hào)，當(dāng)存儲(chǔ)器半滿(mǎn)時(shí)，便可由經(jīng)邏

4、輯處理后向發(fā)出中斷申請(qǐng)。由于外部占用著的空間，所以讀信號(hào)的邏輯關(guān)系為：，啟動(dòng) 的（ ）通道傳輸，可將中的數(shù)據(jù)讀入內(nèi)部中，這樣，在輸出數(shù)據(jù)的同時(shí)，也將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)寫(xiě)入了中，從而達(dá)到了同時(shí)讀寫(xiě)的目的。使用方式傳輸數(shù)據(jù)的好處在于：控制器可以獨(dú)立于工作，從而可方便地實(shí)現(xiàn)片內(nèi)存儲(chǔ)器、片內(nèi)外設(shè)以及外部存儲(chǔ)空間之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。由外部中斷啟動(dòng)傳輸，可以大大提高傳輸速率和的工作效率。讀完個(gè)數(shù)據(jù)后即開(kāi)始處理，處理完后便可以在一次掃描結(jié)束與下一次掃描尚未開(kāi)始的時(shí)間內(nèi)將計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)輸出，總的處理時(shí)間為一個(gè)幀周期。的寫(xiě)信號(hào)可由產(chǎn)生，并可在轉(zhuǎn)換結(jié)束后向?qū)憯?shù)據(jù)。另外，在每一幀處理之后，還應(yīng)由輸出控制信號(hào)以對(duì)進(jìn)行初始化，然后重

5、新輸入下一幀數(shù)據(jù)。 的讀時(shí)序設(shè)計(jì)可以通過(guò)硬件的信號(hào)和軟件設(shè)置來(lái)達(dá)到與異步外設(shè)之間進(jìn)行通訊的目的。工作時(shí)，硬件信號(hào)應(yīng)始終有效。而如果采用軟件設(shè)置方法，則設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮以下幾點(diǎn)：()；()）；() ;() ;其中，、和是需要在 空間控制寄存器中配置的讀信號(hào)的三個(gè)狀態(tài)信號(hào)；是的存取時(shí)間（），是數(shù)據(jù)建立時(shí)間（），是讀脈沖寬度（），是的讀周期（）。由于本設(shè)計(jì)中的內(nèi)部時(shí)鐘為，外設(shè)時(shí)鐘為，所以，最后設(shè)定、來(lái)滿(mǎn)足與異步接口的要求。 軟件設(shè)計(jì)圖所示是該系統(tǒng)中的軟件流程圖。由于采用加載的芯片自舉模式，因此，在芯片復(fù)位過(guò)程中，將從位于外部空間的中拷貝數(shù)據(jù)到地址處，并在傳輸結(jié)束后，使退出復(fù)位狀態(tài)，同時(shí)從地址處開(kāi)始執(zhí)行指令。由于主程序大小要大于，所以需要編寫(xiě) （大小小于）程序，以使其在復(fù)位后將程序從外部拷貝到內(nèi)部程序中運(yùn)行。在圖所示的主程序流程圖中，當(dāng)系統(tǒng)上電復(fù)位后，首先應(yīng)進(jìn)行的初始化，接著進(jìn)行的中斷使能和初始化，然后由的半滿(mǎn)信號(hào)啟動(dòng)傳輸和由其觸發(fā)中斷程序。當(dāng)傳輸完一組個(gè)數(shù)