基于StarFabric總線的實(shí)時(shí)信號(hào)處理卡設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告

基于StarFabric總線的實(shí)時(shí)信號(hào)處理卡設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告中期報(bào)告一、課題背景StarFabric總線是一種高速互聯(lián)技術(shù)，其傳輸速率高達(dá)2.5Gbps。在實(shí)現(xiàn)高性能信號(hào)處理系統(tǒng)中，采用StarFabric總線將不同的處理單元組成一個(gè)并行處理系統(tǒng)是一種常用的方法。本課題旨在設(shè)計(jì)一種基于StarFabric總線的實(shí)時(shí)信號(hào)處理卡，該卡可以與其它卡片共同組成并行信號(hào)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高性能與高精度的信號(hào)處理。二、研究?jī)?nèi)容1.設(shè)計(jì)信號(hào)處理卡的硬件架構(gòu)，包括卡片總體結(jié)構(gòu)、接口方式、處理器類型、存儲(chǔ)器等。2.實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理卡的主要功能模塊，包括信號(hào)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?.編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序和軟件應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理卡的測(cè)試與調(diào)試。三、研究進(jìn)展1.硬件設(shè)計(jì)（1）卡片總體結(jié)構(gòu)：信號(hào)處理卡使用標(biāo)準(zhǔn)的PCB板作為載體，并采用工業(yè)級(jí)連接器與其他卡片相連，以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。信號(hào)處理卡主要包括處理器、存儲(chǔ)器、接口芯片、時(shí)鐘芯片等模塊。（2）接口方式：使用StarFabric總線與其他卡片相連，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)也可以使用DMA方式減輕CPU負(fù)擔(dān)。（3）處理器類型：使用ARMCortex-A9作為主處理器，采用Dual-core的架構(gòu)，同時(shí)還集成了NEON協(xié)處理器，可以更加高效地實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理。（4）存儲(chǔ)器：使用DDR3高速存儲(chǔ)器，可以更加高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，同時(shí)也采用NORFLASH存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序代碼和引導(dǎo)程序。2.軟件設(shè)計(jì)（1）驅(qū)動(dòng)程序：編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序以實(shí)現(xiàn)對(duì)主板和外設(shè)的控制，包括中斷控制、DMA控制、時(shí)鐘控制等。（2）信號(hào)采集：編寫(xiě)適配STAR-Fabric總線的適配層代碼，實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集與快速傳輸。（3）數(shù)據(jù)計(jì)算：通過(guò)ARMCortex-A9的NEON協(xié)處理器，實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算和復(fù)雜運(yùn)算，包括FFT變換、濾波、頻域分析等。（4）數(shù)據(jù)傳輸：使用DMA方式實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，并通過(guò)StarFabric總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌ㄆ?.實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于StarFabric總線的實(shí)時(shí)信號(hào)處理卡，并完成了相關(guān)的軟件編寫(xiě)與調(diào)試。經(jīng)過(guò)測(cè)試，信號(hào)處理卡的性能指標(biāo)均符合預(yù)期要求，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，并與其他卡片構(gòu)成了并行信號(hào)處理系統(tǒng)。四、存在的問(wèn)題在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，存在一些問(wèn)題：1.部分頻率較高的信號(hào)在處理時(shí)出現(xiàn)了采樣誤差，需要進(jìn)一步優(yōu)化算法并改進(jìn)采樣器性能。2.系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性需要提高，目前存在部分瓶頸，需要調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能。五、下一步工作在解決存在的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，下一步的工作包括：1.完善信號(hào)處理卡的軟件與硬件設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。2.