基于Xines广州星嵌OMAPL138 DSP+ARM+FPGA无人机避障系统

原创

用户10621494

发布于 2023-09-19 11:05:03

2380

发布于 2023-09-19 11:05:03

前言：

Xines广州星嵌OMAPL138 DSP+ARM+FPGA无人机避障系统方案：前端由FPGA采集数据，通过uPP或EMIF总线传输至DSP；数据被DSP处理之后，被送往ARM，用于应用界面开发、网络转发、SATA硬盘存储等应用；OMAP-L138的DSP或者ARM根据处理结果，将得到的逻辑控制命令送往FPGA，由FPGA控制板载DA实现逻辑输出。

设计思路：

前端由Xilinx Spartan-6 XC6SLX16/45 FPGA采集AD数据，AD数据通过uPP或者EMIF总线传输至OMAP-L138的DSP。

数据被DSP处理之后，通过DSPLINK或者SYSLINK双核通信组件被送往ARM，用于应用界面开发、网络转发、SATA硬盘存储等应用。

OMAP-L138的DSP或者ARM根据处理结果，将得到的逻辑控制命令送往FPGA，由FPGA控制板载DA实现逻辑输出。

（1）高速数据采集前端部分由Xilinx Spartan-6 XC6SLX16/45 FPGA同步采集AD模拟输入信号，可实现对AD数据进行预滤波处理，另外一路DAC可输出任意幅值和任意波形的并行DA数据。

（2）高速数据传输部分由uPP、EMIF、SPI和I2C通信总线构成。大规模吞吐量的AD和DA数据，可通过uPP总线在DSP和FPGA之间进行高速稳定传输；DSP可通过EMIF总线对FPGA进行并行逻辑控制和进行中等规模吞吐量的数据交换；ARM可通过SPI和I2C对FPGA端进行初始化设置和参数配置。

（3）高速数据处理部分由DSP核和算法库构成。可实现对AD和DA数据进行时域、频域、幅值等信号参数进行实时变换处理（如FFT变换、FIR滤波等）。

（4） DSP+ARM双核通信部分由DSP核、ARM核和DSPLINK/SYSLINK双核通信组件构成。通过内存共享方式，实现DSP和ARM双核之间的数据交换和通信。

（5）数据显示存储拓展部分由ARM核、图形显示、网络和SATA硬盘等部分构成。通过ARM的应用界面可实时显示AD和DA的时域和频域波形；并可实现大数据存储和远程网络通信。

1.1.1 Xilinx Spartan-6 FPGA和TI OMAP-L138通信实现

高速通信总线——uPP

uPP（Universal Parallel Port）是OMAP-L138 CPU颇具特色的高速并行数据传输总线，可以单独发送和接受数据，也可以同时接收和发送数据，常用于和FPGA以及其他并口设备数据传输。

OMAP-L138的uPP 共有2个通道（通道A和通道B），共有32位数据线，控制简单，配置灵活，数据吞吐量大。uPP时钟速率可高达处理器时钟速率的一半，对于在456MHz下运行的OMAP-L138处理器，uPP单通道吞吐量理论值可高达228MB/s。

1.1.2 TI OMAP-L138的DSP和ARM双核通信实现

基本原理

TI官方的DSPLINK/SYSLINK双核通信组件提供了一套通用的API，从应用层抽象出ARM与DSP的物理连接特性，从而降低用户开发程序的复杂度。其中DSPLINK使用DSP/BIOS操作系统，SYSLINK使用SYS/BIOS操作系统，SYSLINK属于DSPLINK的新版本双核通信组件。

在ARM和DSP的双核通信开发中，ARM端运行HLOS操作系统（一般是Linux），DSP端运行RTOS实时操作系统（一般是DSP/BIOS或者SYS/BIOS），双核主频456MHz。

优势

（1） SOC片上DSP+ARM架构可实现稳定的双核通信，缩短了双核通信开发时间。

（2） DSPLINK/SYSLINK双核通信组件突破了双核开发瓶颈，节约了研发成本。

（3） SOC上的DSP和ARM架构简化了硬件设计，降低了产品功耗和硬件成本。

1.1.3 OMAP-L138+FPGA评估板资源图

1.1.4 评估板简介

基于TI OMAP-L138（定点/浮点 DSP C674x+ARM9）+ Xilinx Spartan-6 FPGA处理器；

OMAP-L138 FPGA 通过uPP、EMIFA、I2C总线连接，通信速度可高达 228MByte/s；

OMAP-L138主频456MHz，高达3648MIPS和2746MFLOPS的运算能力；

FPGA标配为Spartan-6系列芯片XC6SL16，可升级至XC6SL45；

开发板引出丰富的外设，包含SATA、SD、USB OTG、USB HOST、UART、双网络（1个千兆FPGA端、1个百兆DSP端）、ADC、DAC、DSP RS485/422、FPGA RS485、FPGA CAN、DSP RS232、FPGA RS232、RTC、LCD，引出了MCASP、MCBSP、uPP、 SPI、 EMIFA、 I2C等接口，方便用户扩展。

DSP+ARM+FPGA三核核心板，尺寸为 72mm*44mm，采用工业级B2B连接器，保证信号完整性；

支持裸机、SYS/BIOS 操作系统、Linux 操作系统。

XQ138F-EVM是一款基于广州星嵌SOM-XQ138F核心板设计的开发板，采用沉金无铅工艺的4层板设计，它为用户提供了 SOM-XQ138F核心板的测试平台，用于快速评估SOM-XQ138F核心板的整体性能。

SOM-XQ138F核心板采用沉金无铅工艺的8层板设计，引出CPU全部资源信号引脚，二次开发极其容易，客户只需要专注上层应用，大大降低了开发难度和时间成本，让产品快速上市，及时抢占市场先机。不仅提供丰富的 Demo 程序，还提供详细的开发教程，全面的技术支持，协助客户进行底板设计、调试以及软件开发。