基于OMAP的水聲通信嵌入式系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著人類對(duì)海洋資源的探索，以及各國(guó)海洋安全意識(shí)的提升，人們對(duì)水下通信技術(shù)發(fā)展的要求日益迫切。水聲通信系統(tǒng)中，水聲MODEM負(fù)責(zé)接收和發(fā)送水聲信號(hào)，是水聲通信網(wǎng)的通信節(jié)點(diǎn)。數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)是水聲MODEM的重要組成部分，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)水聲通信中調(diào)制解調(diào)算法?？紤]到水聲通信的特點(diǎn)，數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)在設(shè)計(jì)上既要滿足高速數(shù)據(jù)處理的要求，又需在硬件方面高度集成并保證低功耗。
　　本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種水聲通信數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，包括硬件平臺(tái)

2、的設(shè)計(jì)，軟件嵌入式Linux系統(tǒng)的詳細(xì)構(gòu)建。為了實(shí)現(xiàn)平臺(tái)高速和集成的要求，硬件方面，平臺(tái)采用MCU+OMAP+FPGA的組成結(jié)構(gòu)，其中MCU負(fù)責(zé)系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，OMAP核心板上的OMAPL138處理器集成了ARM與DSP，兼具ARM的控制功能以及DSP的數(shù)字信號(hào)處理能力，F(xiàn)PGA則作為平臺(tái)上通信算法的實(shí)現(xiàn)模塊。文中詳細(xì)介紹了各部分的實(shí)現(xiàn)方式以及模塊間的主要接口。
　　該平臺(tái)軟件部分主要工作是在OMAP核心板上構(gòu)建一個(gè)嵌入式Lin

3、ux系統(tǒng)，作為平臺(tái)的控制中心。借助操作系統(tǒng)，可以更好的管理平臺(tái)上的設(shè)備資源，并且支持網(wǎng)絡(luò)通信，使與主機(jī)之間的通信更加便捷。嵌入式開(kāi)發(fā)一般采取主機(jī)-目標(biāo)機(jī)的方式，本文首先在主機(jī)上搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境并安裝必要工具軟件；然后根據(jù)OMAP雙核處理器的啟動(dòng)方式，并結(jié)合信號(hào)處理平臺(tái)的工作需求，定制符合硬件平臺(tái)的嵌入式Linux系統(tǒng)，包括U-Boot、Linux內(nèi)核以及根文件系統(tǒng)的定制與移植。接著根據(jù)平臺(tái)上的硬件設(shè)備使用情況，設(shè)計(jì)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。本文主要對(duì)

4、OMAP核心板與FPGA之間的通信接口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)，包括接口中的GPIO控制驅(qū)動(dòng)和UPP數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)，分別采用ioctl和內(nèi)存映射等方式實(shí)現(xiàn)字符設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。對(duì)于OMAPL138雙核處理器來(lái)說(shuō)，文中利用DSPLINK進(jìn)行雙核通信的開(kāi)發(fā)，使運(yùn)行在DSP核上的水聲通信軟件和運(yùn)行在ARM核上的嵌入式Linux系統(tǒng)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)交互并實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。
　　本文結(jié)尾對(duì)OMAP核心板外圍接口進(jìn)行了通信測(cè)試，包括SPI、EMIF、串口、網(wǎng)口等