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深空探测是人类在新世纪的三大航天活动之一,也是现在各航天大国重点发展的领域。随着我国深空探测任务的展开,深空探测中深空飞行器导航定位成为了一个热门的研究课题。数字多普勒系统基于软件无线电技术,它利用卫星无线电载波信号,实时提取多普勒数据来满足深空探测器多通道的无线电测轨需求。该系统具有PCI接口可将数据传输至计算机监视存储。
本文首先研究了数字多普勒系统的DSP芯片结构特点,存储器映射方法,DSP芯片的程序引导方式,再根据硬件的条件和系统的要求,分析了PCI总线技术。接着在DSP/BIOS这个可裁剪实时操作系统的运行环境下,详细讨论了PCI设备的驱动模型结构及驱动的设计实现。基于DSP/BIOS的PCI设备驱动,根据系统的要求分为两大模块:传输波形数据的data driver和传输多普勒数值消息的message driver。Data Driver采用类/微型驱动模型,向应用程序提供PCI设备绑定、通道创建、I/O请求递交等驱动接口,完成多通道数据的读写功能;Message Driver则是基于DSP/BIOS的MSGQ模块,提供MQTAPI接口实现了消息队列的创建、定位和消息的异步传输等功能。DSP/BIOS应用程序通过调用驱动,完成数据的实时采集处理传输过程。
本文还讨论了在TMS320C6205平台上的DSP/BIOS应用程序设计,包括从PC机端接收各类参数启动DSP工作,以及采用多任务的形式,实时地把数据和消息通过PCI总线传输至PC机存储显示。程序是基于DSP/BIOS操作系统的,因此还对DSP/BIOS的启动顺序以及任务之间的通信形式进行了讨论。