OMAP5912在数字集群系统中的应用

1、    omap5912在数字集群系统中的应用    韩正刚摘 要：集群通信系统是用于指挥调度的专用移动通信系统，是一种共享无线信道、用户分担费用、可动态重组的多用途、高效能的先进无线电系统。相比于公众移动通信系统，数字集群通信系统具有通话接续时间短、信道利用率高、用户私密性好、易于扩展等优点。本文重点介绍了手持机基带部分处理核心omap5912的硬件结构及其在手持机的应用。关键词：数字集群通信系统 omap5912 直通通信模式在信息技术高速发展的今天，消费者对无线通信所提供的服务也提出了更高的要求，而这些新技术的发展必然带来硬件和软件的复杂度更高，能

2、量消耗更大。但对于消费者来说，在要求所使用的无线通信产品具有更多、更好功能的同时，还要求耗电量更低，体积更小，外观更精美。为了实现这一看似矛盾的要求，ti公司提出了一种新的开放式多媒体应用平台omap（open multimedia application platform）。它既能高效地处理多媒体信号，体积和功耗又很小。经过多年发展，omap平台已经广泛应用于各种移动设备。在数字集群手持机的研制中，我们采用的是目前广泛应用的omap5912。1 omap5912硬件结构：omap5912具有独特的双核结构，一个实现控制功能的带ti增强型arm926ej-s内核的risc处理器和一个高性能、低

3、功耗的tms320c55x dsp核。在omap结构中，risc处理器主要用来实现对整个系统的控制，包括运行操作系统、界面控制、网络控制和dsp数据处理的控制等；dsp子系统则主要用来实现各种媒体数据的高效处理，包括文本、音频、视频等。omap5912设备包括mpu子系统、dsp子系统、存储器通信控制器、通用/专用功能外设。其中，mpu子系统是这个多媒体应用平台的核心，它可以访问系统所有的存储空间，以及作为系统i/o空间的160kb的dsp子系统存储空间，此外，mpu和dsp还可以共同访问一些片内sram和片外存储器接口。1.1 omap5912的硬件结构可以分为以下几个层次（1） 最上层为a

4、rm内核，负责对整个系统的控制；（2） 其次是dsp内核、外部存储器通信控制器、mpu/dsp外设总线桥、系统dma控制器、时钟和复位控制器、中断控制器等。（3） 最底层是各种外围设备、内外存储器等。1.2 omap5912具有以下的结构特点（1） 同时支持risc和dsp的操作系统。（2） mpu子系统具有如下特点：· 一个协处理器15（cp 15）以及保护模块；· 数据和程序存储器管理单元（mmu）；· 独立的16kb指令cache和8kb数据cache；· 仅在小端模式下使用arm926ej-s内核。（3） dsp子系统具有如下特点：·

5、内部32kw的双寻址ram，48kw的单寻址ram，16kw的rom；· 可通过软件配置的指令cache；· 为视频处理提供的硬件加速器、像素內插和运动估计单元；· 不需dsp干预的、可进行高速数据传递的6通道dma控制器。（4） dsp mmu可实现地址翻译和访问权限检查。（5） 一个外部存储器通信控制器（tc），允许在外部存储器接口和mpu及ds间进行异步操作。（6） 邮箱（mpu到dsp有2个，dsp到mpu有2个），用于实现双核的通信（7） mpui和mpui port允许mpu访问dsp子系统特定的存储空间和外设。（8） 具有250kb、32bit的内部

6、sram存储器，用来在本地存放操作系统的一些关键程序，并可用做显存，必要时也可看作是mpu子系统唯一的内存。2 集群手持机中的应用集群手持机基带部分的核心是ti开发的omap5912开放式多媒体处理平台。手持机的基带处理部分，还包括语音处理芯片、数模/模数转换器、外部存储器、电源管理、键盘/显示设备等。其中，语音处理模块采用ti公司的codec tlv320aic11进行。语音压缩编解码器，这由omap5912中的dsp子系统通过软件算法实现。d/a转换器是ti公司的tlv5638芯片，这是一款双通道数模转换器。它的好处是通过配置，在保证相位精度的前提下同时将两路数字信号转换为模拟信号，这对于

7、手持机采用正交调制方式、零中频体系结构具有举足轻重的作用。a/d转换器是adi公司推出的ad9874，它是一款中频数字化集成芯片，其作用是将中频信号二次降频，并进行数模转换，信号最终以基带i/q的方式提供给omap5912中的基带处理模块处理。下图为手持台基带板硬件结构图。手持机核心处理模块是omap5912平台，该平台的特点是双核处理，但同时要求用户给双核合理分配任务，发挥各自最大优势。按照omap5912的特性，协议栈框架应该在mpu系统中由上层软件搭建和控制，而dsp系统只负责底层数字信号调制/解调、信道编/解码、语音编/解码等信号处理工作。mpu系统负责运行操作系统，提供人机界面，响应

8、用户发起和应答呼叫，实现直通通信模式协议栈的网路层。dsp子系统负责响应mpu系统传达的呼叫命令，进行信号处理、信道复用、组突发等操作，实现直通通信模式协议栈的数据链路层和物理层。mpu系统使用键盘/显示接口；外部存储器（如flash、sdram等）挂接在外部存储器通信控制器上，由mpu系统控制，邮箱寄存器用于mpu系统和dsp系统传递信息。dsp系统使用所有的mcbsp串口、spi接口、dsp dma、dsp私有timer，以及邮箱寄存器和mpu传递信息。对于dsp系统使用的外设来说，其中有一些是共享外设，如mcbsp2和spi串口，如果要被dsp使用，需要进行共享外设的分配。西部论丛2017年4期西部论丛的其它文章