基于DSP-BIOS的OMAPL138軌道信號分析軟件平臺的研究.pdf

1、目前車載鐵路信號處理設(shè)備，采用TI公司的浮點DSP(Digital SignalProcessor, DSP)TMS320VC33作為主處理器，但是該處理器60MIPS(MillionInstruction Per Second，MIPS)的處理能力越來越不適應(yīng)目前鐵路高速、可靠、穩(wěn)定的要求，并且TI公司已經(jīng)不再推薦使用該芯片，VC33面臨著被淘汰的危險。由于列車的不斷提速，對鐵路車載設(shè)備的要求越來越高，同時要求鐵路信號的解調(diào)越來越可靠

2、、實時、精確。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展和高性能處理器的日趨成熟，針對軌道信號檢測的研究紛紛摒棄了傳統(tǒng)的時域分析法，產(chǎn)生了很多種算法，頻譜分析法、短時傅里葉變換、小波分析法、希爾伯特-黃變換算法等等，但由于VC33內(nèi)部資源和運算速度的限制，有些算法并未廣泛投入使用，而且傳統(tǒng)的DSP應(yīng)用軟件開發(fā)，完全由用戶程序控制DSP，對開發(fā)者來說門檻高且軟件開發(fā)周期長，系統(tǒng)可靠性差?；趯崟r多任務(wù)操作系統(tǒng)(Real Time Operation Sy

3、stem，RTOS)的軟件設(shè)計，可大大減小程序編寫的工作量和出錯的可能，是目前嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的一個發(fā)展傾向。因此選擇新型浮點DSP，使用實時操作系統(tǒng)，并且在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立軌道信號開發(fā)平臺，具有很大的現(xiàn)實意義。
　　針對以上問題，本文結(jié)合近幾年研究的成果，從三方面研究上述問題。(1)在硬件系統(tǒng)方面，本文通過比較市面上幾款應(yīng)用廣泛、工業(yè)級的浮點DSP的性能，選定了運行速度較快且支持實時操作系統(tǒng)的新型浮點DSP OMAPL138芯片

4、。該芯片是雙核處理器，內(nèi)置DSP核和ARM核，正好可以代替目前車載系統(tǒng)中分離的DSP和ARM組合，從而可以大大提高系統(tǒng)的可靠性;(2)在解調(diào)算法方面，由于OMAPL138未曾實際應(yīng)用到軌道信號處理中，作為換代CPU芯片，應(yīng)該確保其可靠和穩(wěn)定，故采用目前鐵路上使用廣泛的頻譜識別的方法解調(diào)移頻軌道信號，并且在L138系統(tǒng)上實現(xiàn)。(3)在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，以嵌入式實時操作系統(tǒng)DSP/BIOS為平臺，使用其可視化配置工具和種類豐富的API函數(shù)，