[发明专利]一种基于多核处理器的在线水声通信算法测试装置

说明书

一种基于多核处理器的在线水声通信算法测试装置，涉及算法验证装置及方法。设有信号处理模块、数据采集模块、串行外设接口和电声转换模块；信号处理模块的核心是一块多核处理器AM5728，所述多核处理器芯片AM5728设有2个ARM内核和2个DSP内核。数据采集模块设有DSP处理器、数模转换器、滤波器和程控放大器。串行外设接口作为信号处理模块和数据采集模块之间的数据连接通道。电声转换模块设有接收换能器、匹配功率放大器和发送换能器。基于通用处理器，集成水声数据采集模块，结合应用程序输入窗口，使得水声科研工作者并不需要关注测试平台的内部结构，只专注于算法本身，就能快捷地获得通过真实水声信道后的算法性能。

技术领域

本发明属于水声通信与网络领域，涉及算法验证装置及方法，尤其是涉及一种基于多核处理器的在线水声通信算法测试装置。

背景技术

目前，针对水声通信算法研究和水声网络设计主要采取计算机仿真和水声实验两种方式。计算机仿真集中于理论研究以及相关的MATLAB仿真设计，能够提高系统设计的速度，降低水声实验的成本，具有高效低廉、易操作等诸多优点，但由于水声信道所具有的复杂性和随机性，使得此种离线仿真而得出的通信算法或网络协议性能与实际水声实验时的性能有差异，并成为理论研究的桎梏。因此，计算机仿真往往用于研究初期，对通信算法或网络协议进行功能性的验证，而全面、高可信度结论的获得还需要通过实际的水声实验。

常见的水声实验分为两种，一种是借助数据采集卡收集通过水声信道后的实测数据，再在电脑中进行离线分析；另一种是直接开发水声通信调制解调器(Modem)。第一种方式与计算机仿真方式相同，仍然采用计算机辅助的方法，但在其基础上增加了实际水声信道，提高了分析数据的可信度，并且此种方式操作简便，成本低廉，具备很强的可操作性。但同时也带来软件移植出现字长效应误差，算法实时性难以验证以及在线组网困难等问题。第二种水声实验方式直接采用已经研制成功的水声MODEM或科研样机，将算法或协议移植于可编程芯片来完成水声数据传输，此种方式不仅操作简单，同时也具有性能展示度高，组网方便等优势，但也存在实际开发难度大、周期长、重复性工作多等问题。

可见，无论是计算机仿真，还是基于数据采集卡或水声MODEM的水声实验，都无法同时满足水声科研工作者所期望的测试数据准确、操作简单、验证便捷等要求。

发明内容

本发明的目的在于提供使得水声科研工作者并不需关注测试平台的内部结构，只需专注于算法本身，就能快捷地获得通过真实水声信道后算法性能的一种基于多核处理器的在线水声通信算法测试装置。

本发明设有信号处理模块、数据采集模块、串行外设接口和电声转换模块；

所述信号处理模块的核心是一块多核处理器AM5728，所述多核处理器AM5728采用德州仪器公司多核处理器芯片AM5728，是测试平台的主要组件，所述多核处理器芯片AM5728设有2个ARM内核和2个DSP内核；多核处理器AM5728外设由ARM内核控制，包括液晶屏、LED灯，按键、异步串行通信口、存储卡和网络接口；水声通信系统则由DSP内核控制，ARM内核应用对称多处理器(SMP，Symmetric Multi-Processor)Linux嵌入式操作系统，为测试平台的主控芯片；DSP内核应用TI-RTOS嵌入式操作系统。

所述数据采集模块设有DSP处理器、数模转换器、滤波器和程控放大器；所述DSP处理器的输入端与ARM内核连接，DSP处理器的输出端与数模转换器的输入端连接，数模转换器与滤波器连接，滤波器的输入端与程控放大器的输出端连接。

所述串行外设接口(AdvancedSerial Peripheral Interface，ASPI)作为信号处理模块和数据采集模块之间的数据连接通道，串行外设接口用于实现信号处理模块和数据采集模块之间的数据交换，其中多核处理器芯片AM5728中的ARM内核作为ASPI接口的主机，而数据采集模块中的C6748内核作为ASPI从机。