基于FPGA和DSP微系统的信号处理板卡的设计
电子技术应用
郑利华，李登科，许文运
中国电子科技集团公司第五十八研究所
摘要： 为应对现代高性能信号处理在实时性与集成度方面面临的挑战，设计了一款基于FPGA微系统与DSP微系统的异构信号处理板卡。该板卡的核心创新在于采用系统级封装技术，分别构建了以FPGA和DSP为核心、并集成DDR3与Flash存储的两个异构微系统，实现了计算与存储的紧耦合。阐述了板卡的总体架构、微系统构成、硬件实现以及系统的测试验证方案。测试结果表明，该板卡通过SRIO总线实现了微系统间的高速数据交互，利用EMIF接口完成了低延迟控制通信，并通过千兆以太网确保了可靠的外部数据链路。该设计将异构计算与先进集成技术相结合，为雷达、通信等领域的信号处理平台提供了一种高性能、小型化且高可靠的硬件解决方案。
中图分类号：TN454 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.257438
中文引用格式： 郑利华，李登科，许文运. 基于FPGA和DSP微系统的信号处理板卡的设计[J]. 电子技术应用，2026，52(9)：35-39.
英文引用格式： Zheng Lihua，Li Dengke，Xu Wenyun. Design of signal processing board based on FPGA and DSP microsystems[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(9)：35-39.
中文引用格式： 郑利华，李登科，许文运. 基于FPGA和DSP微系统的信号处理板卡的设计[J]. 电子技术应用，2026，52(9)：35-39.
英文引用格式： Zheng Lihua，Li Dengke，Xu Wenyun. Design of signal processing board based on FPGA and DSP microsystems[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(9)：35-39.
Design of signal processing board based on FPGA and DSP microsystems
Zheng Lihua，Li Dengke，Xu Wenyun
The 58th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation
Abstract： To address the challenges faced by modern high-performance signal processing in terms of real-time performance and integration, this paper designs a heterogeneous signal processing board based on FPGA and DSP microsystems. The core innovation of this board lies in the adoption of system-level packaging technology, which constructs two heterogeneous microsystems centered around FPGA and DSP respectively, and integrates DDR3 and Flash storage, achieving tight coupling between computation and storage. This paper elaborates on the overall architecture, microsystem composition, hardware implementation, and system testing and verification scheme of the board. Test results show that the board achieves high-speed data exchange between microsystems through the SRIO bus, completes low-latency control communication using the EMIF interface, and ensures reliable external data links through Gigabit Ethernet. This design combines heterogeneous computing with advanced integration technology, providing a high-performance, miniaturized, and highly reliable hardware solution for signal processing platforms in fields such as radar and communication.
Key words : signal processing board；FPGA microsystem；DSP microsystem；hardware design
引言
信号处理技术作为现代电子信息系统的核心，在雷达、通信、遥测遥感、图像处理等领域发挥着至关重要的作用。近年来，随着应用场景的复杂化和算法需求的多样化，传统单一架构的信号处理平台已难以满足日益增长的计算性能、能效比和实时性要求[1-5]。
嵌入式计算技术的飞速发展为高性能信号处理平台提供了新的技术路径。其中，FPGA（现场可编程门阵列）凭借其高度并行处理能力和可编程硬件特性，在底层信号预处理方面展现出独特优势。而DSP（数字信号处理器）则以其高效的标量处理能力和灵活的软件编程模型，在复杂控制结构和算法流程处理中发挥着不可替代的作用。将这两种处理器有机结合的异构计算架构，已成为当今高性能信号处理板卡设计的主流方向[6-15]。
针对现代信号处理应用的高性能需求，本文研究并设计了一种基于FPGA微系统和DSP微系统的信号处理板卡，有效地降低了板卡的面积，提升了系统的可靠性。本文将从系统总体架构、硬件子系统设计、系统实现与测试等方面展开详细讨论，以期为相关领域的高性能信号处理板卡设计提供参考。
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作者信息：
郑利华，李登科，许文运
（中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏 无锡 214026）
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