主控制器 - 基于四路同步水声信号记录仪设计方案

　　（三）主控制器

　　主控制器是系统的核心， 本系统所选用的主控处理器是TI公司的TMS320VC5509A，该芯片是TI公司生产的TMS320C5000系列DSP芯片中的一种。C5000系列的DSP在移动通信终端中应用广泛，其中C54x最为成熟，它采用改进的哈佛结构，并集成有丰富的硬件逻辑和外部接口资源，不仅提高了性能，也降低了成本和体积。C55x是在C54x的基础上发展起来的，具有C54x的全部优点，而且是目前功耗最低的新产品。C55x低功耗的这一特点正符合水下能量受限的电子系统的功耗要求。

　　（四）CF卡控制器

　　CF支持三种基本工作模式：PC CardMemory模式、PC Card I/O模式以及TrueIDE模式。文中使用True IDE模式，它可以在CF卡上电时自动进入。在插入CF卡之前，保证CF卡插槽的/OE管脚为低电平，即可以让CF卡进入True IDE模式。DSP与CF卡的接口电图如图4所示。

　　

　　A3-A0为数据、命令或状态寄存器地址线。D15-D0为数据总线。CD1、CD2为CF卡存在性硬件检测脚，内部和地相连，当CF卡有效插入卡座时，对应卡座上的CD1和CD2拉低，可由硬件或软件判断CF卡是否存在。RDY/BSY为CF卡状态信号，当CF卡忙时，该脚置低，此时DSP不能对其访问及进行其它操作。WE、OE为读写有效信号。REG为寄存器选择信号线，-REG为高时访问数据存储器（命令或数据），为低时访问属性存储器。上电时，CF卡自动完成复位，并在缺省状态下进入memory模式，也可由外部控制器经RESET脚对CF卡重新复位。图5为记录仪的硬件电路板实物图。

　　

　　四、系统软件设计

　　系统软件设计的重点是完成采集数据的存储，即完成对CF卡的读写操作。

　　在DSP读写CF卡扇区时，首先设置起始扇区的L B A地址和扇区数目；接着设置命令寄存器，读取数据设置命令“20H”，写入数据设置命令“3 0 H”;然后读取状态寄存器，判断状态寄存器值是否为“5 8 H”，若是，则开始读写操作，若否，则继续读取状态寄存器。接下来读取状态寄存器是否为“50H”，判断CF卡操作是否完成，若否，则继续读取判断；若为是，则结束读写过程。如果在判断状态寄存器中发生了超时或出现错误，可设置超时或错误标志，以跳出读写过程。图6为CF卡读写一个扇区的流程图。

　　

　　五、结语

　　本文主要针对传统水下信息采集设备精度低和能量受限的特点，提出了基于四路同步水声信号记录仪设计方案。该方案采用ADS1274、MSVC5509A和CF卡为核心器件设计实现了4路信号的同步采集记录，设计制作的电路板大约16cm×12cm，用高能锂电池供电，整个系统轻松装入一个内径为15cm，高20cm的圆柱形密封罐内。

　　经过某噪声测试试验证明， 该方案中所设计的记录仪体积小、功耗低（2W左右）存储容量大，能稳定可靠的实时采集并存储水下环境噪声和目标辐射噪声数据，具有良好的工程应用前景。