多并行處理器接收機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

板上有兩片C6416T，它們在結(jié)構(gòu)上完全對稱，描述上稱兩片C6416T及其外圍資源為C6416T模塊。C6416T模塊中對稱的結(jié)構(gòu)決定了兩片C6416T既可以是串行流水方式的并行計(jì)算，也可以是并發(fā)操作方式的并行計(jì)算，具體的方式由接收機(jī)板完成的算法來決定。兩片C6416T通過雙端口存儲器(DPRAM)以共享存儲器的方式耦合在一起，來完成處理時(shí)兩者之間的數(shù)據(jù)共享和通訊。雙口存儲器數(shù)據(jù)總線寬度為64 b，容量為9 Mb。另外，兩片C6416T之間還可以通過多功能串口(McBSP)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而且每片C6416T外圍配備有1 024 Mb的SDRAM和64 Mb的FLASH。其中，大容量的SDRAM可用來暫存大量的中間處理數(shù)據(jù)；大容量的FLASH可用來存儲大量的程序和非易失性數(shù)據(jù)。這里設(shè)計(jì)的存儲器最大存儲容量比較大，主要是基于通用性的考慮，配備不同容量時(shí)可以滿足不同的應(yīng)用需求，這可根據(jù)實(shí)際的情況而定。除此之外，板上還有兩片3C120及其外圍資源，描述上將其稱為3C120模塊。3C120模塊中兩片3C120之間也通過9 Mb的DPRAM來完成兩者之間的數(shù)據(jù)共享和通信，而且兩片3C120之間還通過自定義I／O擴(kuò)展總線接口來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信與傳輸。另外，每片3C120與各自平行對應(yīng)的C6416T之間通過EMIFA總線和SPI進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，與所對應(yīng)的兩路10 b ADC相連，以完成對接收中頻數(shù)據(jù)的采樣。

2 模塊的設(shè)計(jì)
接收機(jī)板中，C6416T和3C120是核心器件，其他器件都是外設(shè)，以下的描述將圍繞C6416T和3C120兩個(gè)模塊展開。
C6416T模塊中主要的外設(shè)都與EMIF相連接，所以外設(shè)接口的設(shè)計(jì)主要介紹EMIF的設(shè)計(jì)。C6416T有兩個(gè)EMIF接口，EMIFA的外總線上連接了FPGA，SDRAM和DPRAM，它們的數(shù)據(jù)寬度都是64 b。出于信號完整性考慮，外總線通過匹配電阻來解決信號反射的問題。FPGA用同步時(shí)序訪問，SDRAM和DPRAM都是同步器件，它們被直接連接到臨近EMIFA口這一級總線上，這一級總線的訪問速率高，稱為高速總線。EMIFA的每個(gè)CE空間最大的存儲管理能力是256 Mb，外接4片32 b數(shù)據(jù)寬度、512 Mb的SDRAM時(shí)，可以達(dá)到這個(gè)最大容量，本設(shè)計(jì)電路中每個(gè)C6416T用了兩片32 b數(shù)據(jù)寬度、512 Mb的SDRAM，占用一個(gè)CE空間，共1 024 Mb。另外，所選DPRAM芯片數(shù)據(jù)寬度為72 b，為了能與EMIFA總線匹配，在電路設(shè)計(jì)中將DPRAM的數(shù)據(jù)線每取8 b就間隔1 b，這樣就得到64 b的數(shù)據(jù)寬度。
EMIFB的外總線上連接了FLASH，它的數(shù)據(jù)寬度為16 b，存儲容量為64 Mb。因?yàn)镋MIFB對8 b的異步存儲設(shè)備的管理能力只有1 Mb，所以接8 Mb的FLAsH需要做地址擴(kuò)展，這個(gè)擴(kuò)展功能在CPLD中完成。在該接收機(jī)板中EMIFB的BCE1空間所對應(yīng)的16 Mb FLASH用來做8 b Bootloader，剩余的48 MbFLASH用來存儲重要數(shù)據(jù)。每個(gè)C6416T的EMI-FA和EMIFB的存儲空間分配如圖2和圖3所示。