基于TMS320VC5409和Cygnal单片机的移动数据处理传输系统

　　1 引言

　　移动数据处理传输系统主要应用在小型或便携仪器上。它能够采集、处理和并通过无线移动网传送和接收数据。由于无线移动网的费用，应使移动数据处理传输系统有较强的实时数据处理和数据压缩功能，以减少通过移动网传送和接收数据量。另外由于仪器具有体积小、便于携带、较长的工作时间，电池供电等特点，因而要求移动数据处理传输系统有较低的功耗。为达到上述目的，本文设计了一种基于TI公司低功耗DSP芯片和Cygnal低功耗的混合信号系统级单片机移动数据处理传输系统。

图1移动数据处理传输系统

　　该移动数据处理传输系统(见图1)由三个主要DSP单元、CPU单元，GSM单元组成。经放大、滤波后模拟信号送入CPU单元进行A/D转换。CPU单元将A/D转换后的模拟信号通过HPI总线送入DSP单元进行多种数据处理和数据压缩等大量的和高速的运算(例如：FFT、小波变换、滤波、模式识别、编码压缩等)。运算的结果再通过HPI总线送入CPU单元。CPU单元还可对由DSP单元送来的信号再进行简单的处理、分析。CPU单元还分别控制其他辅助单元(例：键盘单元、时钟单元、LCD单元、LED单元等)工作。CPU单元通过串口控制GSM单元通过无线移动网传送和接收数据。所以移动数据处理传输系统实际是一个以CPU为核心的数据采集、处理系统和传输系统。

　　2 DSP单元

　　DSP单元将CPU单元通过HPI总线送来的 A/D转换后的原始数据信号进行多种高速运算，运算的结果再通过HPI总线送入CPU单元。DSP单元可以承担信号预处理、信号的检测及分类等实时性要求高、计算量大的算法。这里选用Ti公司TMS320-54系列DSP中的TMS320VC5409[1]芯片。TMS320C54X是为实现低功耗、高性能和低成本而专门设计的定点DSP芯片。TMS320C54X的主要特点包括：

　　⑴ 运算速度快。指令周期为25/20/15/12.5/10ns，运算能力为40/50/66/80/100 MIPS;

　　⑵ 优化的CPU结构。内部有1个40位的算术逻辑单元，2个40位的累加器，2个40位加法器，1个17×17的乘法器和1个40位的桶形移位器，允许16 位带/不带符号的乘法。有4条内部总线和2个地址产生器。此外，内部还集成了维特比加速器，用于提高维特比编译码的速度。

　　⑶ 低功耗方式。TMS320C54X可以在3.3V电压下工作，三个低功耗方式(IDLE1、IDLE2和IDLE3)可以节省DSP的功耗，TMS320C54X特别适合于无线移动设备。

　　⑷ 智能外设。除了标准的串行口和时分复用(TDM)串行口外，TMS320C54X还提供了自动缓冲串行口BSP(auto-Buffered Serial Port)和与外部处理器通信的HPI(Host Port InteRFace)接口。

　　TMS320VC5409除了具有54X的特点外，它还有一个16位16 K的片内只读存储器, 一个16位32 K 的片内双操作数据存储器，三个多通道缓冲串型接口(McBSPs)，一个增强型的具有16位数据/地址驱动功能的8位主机接口(HPI)[2]，一个 16bit定时器和6个通道(DMA)控制器，操作速率达100MIPS，支持8 兆外部的程序空间，低功耗工作：3V和1.8V(内核)，特别适合电池供电设备。