1 引言
　　移動數據處理傳輸系統主要應用在小型或便攜儀器上。它能夠采集、處理和并通過無線移動網傳送和接收數據。由于無線移動網的費用，應使移動數據處理傳輸系統有較強的實時數據處理和數據壓縮功能，以減少通過移動網傳送和接收數據量。另外由于儀器具有體積小、便于攜帶、較長的工作時間，電池供電等特點，因而要求移動數據處理傳輸系統有較低的功耗。為達到上述目的，本文設計了一種基于Ti公司低功耗DSP芯片和Cygnal低功耗的混合信號系統級單片機移動數據處理傳輸系統。
　　
　　圖1移動數據處理傳輸系統
　　該移動數據處理傳輸系統（見圖1）由三個主要DSP單元、CPU單元，GSM單元組成。經放大、濾波后模擬信號送入CPU單元進行A/D轉換。CPU單元將A/D轉換后的模擬信號通過HPI總線送入DSP單元進行多種數據處理和數據壓縮等大量的和高速的運算（例如：FFT、小波變換、濾波、模式識別、編碼壓縮等）。運算的結果再通過HPI總線送入CPU單元。CPU單元還可對由DSP單元送來的信號再進行簡單的處理、分析。CPU單元還分別控制其他輔助單元（例：鍵盤單元、時鐘單元、LCD單元、LED單元等）工作。CPU單元通過串口控制GSM單元通過無線移動網傳送和接收數據。所以移動數據處理傳輸系統實際是一個以CPU為核心的數據采集、處理系統和傳輸系統。
　　2 DSP單元
　　DSP單元將CPU單元通過HPI總線送來的 A/D轉換后的原始數據信號進行多種高速運算，運算的結果再通過HPI總線送入CPU單元。DSP單元可以承擔信號預處理、信號的檢測及分類等實時性要求高、計算量大的算法。這里選用Ti公司TMS320-54系列DSP中的TMS320VC5409［1］芯片。TMS320C54X是為實現低功耗、高性能和低成本而專門設計的定點DSP芯片。TMS320C54X的主要特點包括：
　　⑴ 運算速度快。指令周期為25/20/15/12.5/10ns，運算能力為40/50/66/80/100 MIPS；
　　⑵ 優化的CPU結構。內部有1個40位的算術邏輯單元，2個40位的累加器，2個40位加法器，1個17×17的乘法器和1個40位的桶形移位器，允許16 位帶／不帶符號的乘法。有4條內部總線和2個地址產生器。此外，內部還集成了維特比加速器，用于提高維特比編譯碼的速度。
　　⑶ 低功耗方式。TMS320C54X可以在3.3V電壓下工作，三個低功耗方式（IDLE1、IDLE2和IDLE3）可以節省DSP的功耗，TMS320C54X特別適合于無線移動設備。
　?、?智能外設。除了標準的串行口和時分復用（TDM）串行口外，TMS320C54X還提供了自動緩沖串行口BSP（auto-Buffered Serial Port）和與外部處理器通信的HPI（Host Port InteRFace）接口。
　　TMS320VC5409除了具有54X的特點外，它還有一個16位16 K的片內只讀存儲器， 一個16位32 K 的片內雙操作數據存儲器，三個多通道緩沖串型接口（McBSPs），一個增強型的具有16位數據/地址驅動功能的8位主機接口（HPI）［2］，一個 16bit定時器和6個通道（DMA）控制器，操作速率達100MIPS，支持8 兆外部的程序空間，低功耗工作：3V和1.8V（內核），特別適合電池供電設備。
　　在移動數據處理傳輸系統中，CPU以主機方式運行，而VC5409以從機的方式運行。CPU單元在啟動時控制RESDSP信號復位VC5409，在復位時將放在DCM8512SRAM（圖5）中的VC5409用戶程序經HPI總線傳送到VC5409的片內高速RAM中，以提高DSP的執行速度和減少功耗。由于VC5409的HINT和INT2相連，所以當RESDSP信號為高時，VC5409引導程序（Bootloader）將以HPI［3］方式啟動。 VC5409將自動執行由引導程序裝入在VC5409的片內數據存儲器中程序。在其他時間VC5409經HPI總線與CPU單元交換數據。為了滿足能夠進行實時數字信號處理需要，DSP工作頻率為100 MHz。
　　在系統功耗是系統設計首要考慮的情況下，應盡可能地選擇低電壓供電的DSP器件。選擇3.3V低電壓供電的DSP除了能減小DSP本身的功耗以降低系統的總功耗外，還可以使外部邏輯電路功耗降低，這對實現系統低功耗有著重要的作用。另外在軟件上使用IDLE指令降低功耗。VC5409有IDLE1、IDLE2和IDLE3幾種降功耗模式。IDLE指令將CPU內部操作掛起（suspend activity），但是仍保留內部各部件邏輯的時鐘，允許串口等片內外設繼續工作。在50MHz的系統時鐘時，執行IDLE2指令所需電流的典型值為 2mA。若關閉內部部件的輸入時鐘時執行IDLE3指令，這時電流值僅為20μA。