TMS320C6414-600型DSP的主頻高達600MHz，在超高速實時圖像處理領(lǐng)域有著非常出色的性能。本系統(tǒng)的雙DSP高速實時信號處理系統(tǒng)就以2片C6414-600 DSP芯片為核心組成鄰域圖像并行處理機，并通過系統(tǒng)任務的劃分與分解實現(xiàn)同步并行運算處理。其系統(tǒng)框圖如圖4所示。

?

　　在本系統(tǒng)中，主DSP完成的主要功能如下：

　　(1) 實現(xiàn)外部緩存數(shù)據(jù)到片內(nèi)的搬移，為DSP高速批處理開辟片內(nèi)二級緩存;

　　(2) 實現(xiàn)與外部上位機的即時通訊，接收外部命令與目標參數(shù);

　　(3) 實現(xiàn)與從DSP的即時通信，下傳命令字與目標參數(shù)以及獲取中間結(jié)果;

　　(4) 運行系統(tǒng)跟蹤算法，承擔系統(tǒng)核心運算任務的一半;

　　(5) 與FPGA建立即時通信，實現(xiàn)系統(tǒng)程序模塊的調(diào)度與協(xié)調(diào);

　　從DSP完成的主要功能是：

　　(1) 實現(xiàn)外部緩存數(shù)據(jù)到片內(nèi)的搬移，為DSP高速批處理開辟片內(nèi)二級緩存;

　　(2)運行系統(tǒng)跟蹤算法，承擔系統(tǒng)核心運算任務的一半;

　　(3)實現(xiàn)與主DSP的即時通信，上傳匹配運算中間結(jié)果;

　　(4)與FPGA建立即時通信，實現(xiàn)系統(tǒng)程序模塊的調(diào)度與協(xié)調(diào)。

　　雙DSP處理系統(tǒng)的柔性特色體現(xiàn)在：可依據(jù)實時環(huán)境需要加載不同的跟蹤算法來實現(xiàn)目標跟蹤。算法運行之初，兩片C6414-600都在FPGA的控制下，通過EMIFA口以EDMA方式，分若干次，依系統(tǒng)跟蹤算法而定將外部視頻緩存中的數(shù)據(jù)(一場圖像)依次讀入DSP的L2片內(nèi)緩存中;算法運行之后，主從DSP則通過McBSP直接互接來實現(xiàn)雙DSP間的高速同步通以便交換數(shù)據(jù)處理結(jié)果。

　　系統(tǒng)設(shè)計中，F(xiàn)lash ROM選用AMD公司的AM29LV800(1M×8Bit)來把FLASH映射到DSP統(tǒng)一編址地址空間EMIFB口的CE1空間。當系統(tǒng)上電復位后，該地址空間為首先引導區(qū)域，這樣即可將應用程序代碼加載到片內(nèi)高速執(zhí)行，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的脫機運行。

　　3.5 異步通信模塊

　　本系統(tǒng)與外部上位機的異步通信主要通過主DSP的McBSP。C6000的McBSP是一個功能非常強大的標準串口，支持全雙工串行通信，它的雙緩沖數(shù)據(jù)寄存器允許連續(xù)的數(shù)據(jù)流，可與多達128個通道進行收發(fā)通信。通過對McBSP的SPCR、RCR、XCR、SRGR、PCR寄存器的配置可實現(xiàn)系統(tǒng)通信時收發(fā)數(shù)據(jù)的幀同步和時鐘同步。

　　由于外部上位機的通訊機制是RS422標準，而DSP與外部通信只提供RS232接口，故應采用一片MAX3074芯片來實現(xiàn)RS422到RS232的轉(zhuǎn)換。MAX3074是MAXIM公司生產(chǎn)的一款專門用于RS422/485至RS232的轉(zhuǎn)接芯片，采用3.3V供電，這與C6000 DSP 外圍供電電壓一致，連接非常方便，不再需要多余的電壓適配器。另一方面，由于McBSP為同步串口，為了實現(xiàn)McBSP與RS232的無縫連接，可通過軟件加入發(fā)送擴展算法與接收壓縮算法，從而實現(xiàn)DSP與上位機異步串口通信協(xié)議的握手。

　　3.6 圖形顯示模塊

　　該模塊由圖形存儲器、圖形疊加電路和視頻監(jiān)視器組成。圖形存儲器選擇IDT公司的70V08(64K×8Bits)DPRAM來存儲標識目標匹配位置的圖形數(shù)據(jù)。圖形疊加電路用于實現(xiàn)視頻與圖形的疊加，并最終由視頻監(jiān)視器顯示疊加結(jié)果。

　　4　系統(tǒng)工作流程

　　本系統(tǒng)的軟件工作模式包括復位和初始化模式、運行模式、系統(tǒng)維護模式，可由系統(tǒng)程序來控制三種模式的切換。

　　在復位和初始化模式下，系統(tǒng)啟動后將由主從DSP同步實現(xiàn)程序搬移，把程序代碼搬移到片內(nèi)并運行系統(tǒng)程序，從而初始化主從DSP的運行環(huán)境并設(shè)置相關(guān)參數(shù)。

　　運行模式下，雙DSP一方面獨立響應并處理FPGA中斷、運行核心跟蹤算法并實現(xiàn)子系統(tǒng)內(nèi)的進程調(diào)度;另一方面通過主從DSP串口間的互連響應中斷以及主DSP串口與遠程主機的通訊等功能來實現(xiàn)雙DSP子系統(tǒng)間和雙DSP系統(tǒng)與外部主機的進程調(diào)度。

　　系統(tǒng)維護模式下，主從DSP在進行系統(tǒng)自檢后，可由遠程主機通過RS422接口與主DSP進行通訊，以實現(xiàn)程序的更新下載和參數(shù)修改等功能。圖5為系統(tǒng)軟件工作流程框圖。

?

　　5　結(jié)束語

　　筆者對該系統(tǒng)的實時性進行了仿真測試，結(jié)果分析表明：

　　(1)單DSP只能實現(xiàn)開窗搜索，高速場合下一旦目標逃逸搜索區(qū)，將導致目標丟失;而本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基于整場搜索的大運算量高速處理，從而加大了被跟蹤目標搜索區(qū)的動態(tài)范圍，避免了目標丟失情況的發(fā)生，進一步提高了實時跟蹤的可靠性。

　　(2)傳統(tǒng)單DSP系統(tǒng)一般只能實現(xiàn)基于一幀的匹配性能，而本系統(tǒng)可實現(xiàn)基于逐場的跟蹤匹配，進一步提高了跟蹤系統(tǒng)的實時性。

　　(3)根據(jù)實際場合的需要，本系統(tǒng)可通過軟件選擇加載跟蹤算法，從而極大的增強了系統(tǒng)的通用性和易維護性，體現(xiàn)出柔性處理系統(tǒng)的特色。