基于DSP的高可靠性嵌入式硬件系统设计和实现

计算机技术,通信技术和网络技术的发展,促进了嵌入式系统的发展。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业应用等突出特征,目前已经广泛地应用于军事国防、家用电器、网络通讯、工业控制等各个领域。面对工业控制现场数据量大,实时响应快速,精度要求高的要求,以及具体的应用需求,我们选用了TI的DSP芯片TMS320F2812为嵌入式核心,进行系统设计。在工控现场中,工作环境往往比较恶劣,干扰严重,这些干扰有时会严重地损坏智能设备或其程序,使智能设备误操作。因此设计一个高可靠性的嵌入式硬件系统,提高其抗干扰性能,对于智能设备大量应用到工业生产领域,进行实时控制,提高生产的经济效益起着重要的作用。 本文先介绍了嵌入式系统的开发流程,然后从电磁兼容角度,对系统的工业接口电路、电源设计电路和通信电路设计三个主要方面进行了系统的可靠性分析,提出了全隔离思想的解决方案,从而使进入DSP芯片的信号全部和外界隔离,并综合运用了一些新的抗干扰性能极强的器件,以及其他一些抗干扰措施,增强系统的可靠性。本设计应用DSP芯片TMS320F2812,主频高达150MHz,因此高速PCB的电磁兼容性也是系统可靠性的重要组成部分。在具体的设计过程中,有针对性地采取了一些方法,取得了很好的效果。最后对系统的通信部分电路,进行了软件的驱动设计,并且运用仿真器,对系统进行了硬件调试。整个硬件系统的抗干扰性能大大提高。