引 言

　　隨著社會信息交流需求的急劇增加、個人移動通信的迅速普及，頻譜已成為越來越寶貴的資源。天線技術采用空分復用（SDMA），利用在信號傳播方向上的差別，將同頻率、同時隙的信號區分開來。它可以成倍地擴展通信容量，并和其他復用技術相結合，最大限度地利用有限的頻譜資源。另外在移動通信中，由于復雜的地形、建筑物結構對電波傳播的影響，大量用戶間的相互影響，產生時延擴散、瑞利衰落、多徑、共信道干擾等，使通信質量受到嚴重影響。采用智能天線可以有效的解決這個問題。

　　目前迫切需要解決的是語音、視頻和數據三重播放的應用問題。三重播放的核心集中在連接性和計算能力上。連接性就是必須實現不同設備、板卡和系統之間數據的高速通信；計算能力指設備、板卡和系統中的處理器能夠滿足新的復雜的算法要求。數字信號處理（Digital Signal Processing，簡稱DSP）是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術的飛速發展，數字信號處理技術應運而生并得到迅速的發展。數字信號處理是一種通過使用數學技巧執行轉換或提取信息，來處理現實信號的方法，這些信號由數字序列表示。在過去的二十多年時間里，數字信號處理已經在通信等領域得到極為廣泛的應用。德州儀器、Freescale等半導體廠商在這一領域擁有很強的實力。

　　1 串行RapidIO及其結構

　　RapidIO互連技術在2001年完成基本規范。2003年10月，國際標準組織和國際電工委員會（IEC）一致通過了RapidIO互連規范，即ISO／IEC DIS 18372。目前在系統邏輯器件、FPGA和ASIC器件中已經實現了該技術。TI公司經過努力，也已經在DSP芯片上實現了該項技術。串行RapidIO互連架構解決了高性能嵌入式系統在可靠性和互連性方面的挑戰。嵌入式系統是“控制、監視或者輔助裝置、機器和設備運行的裝置”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。從中可以看出嵌入式系統是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置。目前國內一個普遍被認同的定義是：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

　　基于DSP的串行RapidIO的主要特點有：

　　①引腳數少；

　　②數據寬度和速度可調；

　　③具備DMA和消息傳遞功能；

　　④支持復雜可調整的拓撲結構；

　　⑤支持多點傳送；

　　⑥可靠性高，可提供服務質量保證；

　　⑦功耗低。

　　C645x的串行RapidIO有3層結構，如圖1所示。RapidIO結構主要包括物理層、傳輸層和邏輯層。其中物理層負責描述器件的接口規范，例如分組傳輸機制、流量控制、電特性以及低級錯誤管理等；傳輸層為在不同端點設備之間傳送分組提供路由信息，交換設備以基于器件的路由方式工作于傳輸層；邏輯層定義總體的協議和分組格式，每個分組最多包含256字節的載荷，事務通過Load、Store或DMA操作來訪問地址空間。圖1中，邏輯層包括I／0系統、傳送消息、全局共享內存以及為將來可能增加功能預留的擴充單元。

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　　??? 2 系統硬件結構

　　TMS320C645x系列DSP為TI公司推出的速度達到1.2 GHz的DSP，主要應用于電信、醫療電子和新興的電子行業；可以連接32位DDR2內存和66 MHz的PCI接口；具有2個串行干兆媒體獨立接口、以太網MAC端口、1個千兆以太網關，還有一個用于無縫連接公共電信數據流的電信串行接口。TMS320C645x具有的這些特性非常適合于超高速數據處理系統中。在高速數據系統中，大量數據的芯片之間的傳輸十分關鍵。只有快速、及時地將數據傳輸出去或者讀取進來，才可以減輕系統對數據存儲的壓力。圖2為TMS320C645x系列DSP的串行Ra—pidIO內部結構框圖。

　　從圖2可以看出，接收到的差分數據進入串行Ra—pidI0，首先RapidIO模塊根據數據的上升沿變化速度檢測出數據發送時鐘頻率，并以此頻率來接收后面的數據。然后，將接收的串行數據經過S2P（Series to Parallel）單元，將串行數據轉換成10位的并行數據，從而降低了10倍數據傳輸速度。物理層得到并行數據后，將數據送到邏輯層，依次經過譯碼、FIFO、CRC校驗和拆包處理，送到緩沖并進行數據處理，最后經過DMA總線送到DSP處理單元，完成數據的接收。

　　2個DSP之間的RapidIO連接簡單、方便，如圖3所示，只要將收發數據相應地連接上就可以了。由于RapidIO有4根并行數據總線，如果將所有的數據總線全部連接上，可以確保最高的通信速率。也可以使用1根數據總線通信，這時數據傳輸速度降低到最高通信速率的1／4。如果多個DSP相互之間都需要進行通信，則一般采用單根數據通信方式。圖4中的3個DSP之間相互使用RapidIO總線通信。此外，DSP之間的數據地和模擬地需要分別連接在一起（見圖3）。