本文將嵌入式技術應用于數字監測接收機系統設計中，采用TI公司的TMS320DM6437為核心處理器，以DSP/BIOS操作系統為軟件平臺，通過芯片支持庫和應用程序構建成一個完整的數字監測接收機系統。監測接收機通過周期地掃描給定頻段，利用頻譜分析測量頻譜占用度、頻率發射類型、帶寬和載干比等參數，并實現自動測量。

　　1 DSP/BIOS

　　針對TI公司的TMS320系列數字信號處理器，DSP/BIOS為開發者提供一種實時操作系統解決方案。DSP/BIOS是一個功能豐富、可擴展的內核服務集，開發人員可以用來管理系統級的資源和構建DSP應用的基礎架構。在DSP/BIOS的協助下，開發人員可以拋開底層開發的困擾，從而專注于算法實現和系統集成。

　　DSP/BIOS是一個可剪裁的實時操作系統，主要由3部分組成：多線程實時內核、實時分析工具和芯片支持庫。多線程實時內核維護調度多線程的運行，負責任務的調度及時間輪詢算法的實現;實時分析工具提供線程算法實時運行的情況，方便用戶驗證系統設計的正確性和可靠性;芯片支持庫負責管理外設資源，利用圖形工具便可完成復雜的外設寄存器初始化配置。

　　1.1 多線程實時內核

　　DSP/BIOS設計的主要目的是降低存儲器需求的空間和CPU響應時間。這種設計有利于縮減程序代碼量，提高系統模塊化程度，降低指令的執行周期以及實現后臺任務間的通信和管理。

　　1.2 實時分析工具

　　DSP/BIOS的實時分析工具能實時捕獲和顯示數據，這對于軟件開發階段診斷系統和查找系統缺陷非常有幫助。實時分析工具主要包含兩方面的內容：實時數據交換(RTDX)功能和面板工具插件。實時分析工具是在DSP空閑周期內完成與目標應用程序間的通信，因此不會影響應用程序的實時性。

　　1.3 芯片支持庫

　　在DSP系統軟件設計中，一般會涉及大量對片上外設的操作，往往要消耗過多的時間和精力。TI公司為5000系列和6000系列的DSP提供了各自的芯片支持庫CSL(Chip Support Library)。CSL庫函數主要用于配置和控制DSP片上外設，使片上外設更容易使用，縮短開發時間，增強可移植性。用CSL來配置和管理DSP的硬件外設模塊，可以使固件程序的開發變得更加方便和快捷。

　　2 數字監測接收機系統

　　2.1 數字監測接收機系統分析

　　數字監測接收機工作原理如圖1所示。數字監測接收機由標準源、調諧器、中頻數字信號處理器和電源等模塊組成。接收機通過網絡與遠程計算機工作站相連，計算機工作站完成信號顯示、對接收機輸出信號的進一步處理，以及對接收機的配置及控制。

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　　中頻數字信號處理器是系統的核心部件，負責對寬帶信號進行中頻數字化處理。其中包括FPGA實現中頻信號高速采樣、數字DDC(Direct Digital Control，直接數字控制)和DSP完成中頻/視頻PSD處理，以及信號解調、ITU測試等工作。

　　DSP需要利用DSP/BIOS操作系統實現以下功能：接收FPGA數字下變頻后的中頻數據，配置FPGA數字下變頻參數，測量射頻參數和信號頻譜，解調數字/模擬調制信號，打包處理數據，解析網絡命令等。其基本框架如圖2所示。

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　針對以上分析，系統需要創建10個任務。其中，DDC數據接收為硬中斷任務，系統狀態切換和打包處理數據啟用軟中斷任務，其余皆為可搶占任務。由于DSP/BIOS采用多任務優先級搶占式調度，在RTOS中當前處理的任務設置為優先級最高，處理完成后將其優先級降低使得其他任務能夠工作。網絡命令接收和解析網絡命令享有最高優先級;DDC參數配置優先級次之;測量射頻參數、測量信號頻譜和解調信號采用相同的優先級，網絡數據發送優先級最低。任務之間通過消息機制實現共用數據互斥訪問。

　　2. 2 DSP/BIOS設置

　　根據系統需求，利用DSP/BIOS配置工具配置中斷和任務。在系統中對參數的設定直接影響到系統的執行情況，特別是對各個對象的堆棧設置，如果分配不合理，將會造成在程序執行過程中數據丟失，嚴重時將給系統帶來災難性破壞。

　　由于系統需要通過時間片輪詢的方式滿足RTOS多任務調度的需求，需要通過配置工具配置一個周期函數管理(PRD)。其作用是在指定的時間內執行某一個任務，若超出此時間，則將當前任務的執行掛起轉而執行同等優先級的其他任務。該任務通過DSP/BIOS提供的TSK_yield來實現。

　　系統還需配置時間標志管理(Event Log Manager)來將當前調試信息實時打印輸出，方便系統調試和維護。每個任務都有自己的緩沖空間，任務間通過信號量和消息郵箱進行互斥訪問公共資源，達到系統協同合作的目的。