多年来,随着通信技术和数字信号处理技术的飞速发展,DSP芯片技术应用日益广泛。信号分析是一项通过逆向推理手段对信号进行分析的技术。DSP芯片在信号分析中也有着广泛的应用。随着,信号分析针对的信号变化越来越复杂,信号传输速率越来越快,多DSP并行阵列的应用已经越来越受关注。运算能力和数据传输能力已经成为信号分析相关设备中的重要指标,是能否提升信号分析能力的重点。本文紧密结合“基于DSP阵列的信号分析处理设备”项目的需求,在总结DSP芯片的发展和各种多DSP互联结构的优缺点的基础上,提出了一种分层多DSP阵列结构和采用PCI Express体系结构的信号分析处理设备体系结构。在DSP芯片选择上,根据用户的实际使用需求,在综合分析了多个厂商,多种DSP内部结构的基础上,选择了具有3.6GFLOPOS的AD公司的ADSP TS-210芯片。该芯片不仅自身就有较高的运算能力,属于高性能DSP,而且,该芯片还提供了多种接口用于和其他DSP联接,适合构建多DSP并行处理系统。在多DSP互联结构上,总结了共享总线互联方式和点到点互联方式的优缺点,根据整个系统的可扩展要求和对多DSP阵列的灵活性要求,提出了一种分层的混合型多DSP互联结构。底层通过共享总线将4片DSP联接成一个多DSP簇。利用共享总线的特性,充分发挥每个DSP的性能。多DSP簇之间通过点到点的链路口联接,不仅可以提供高达500MB/s的数据传输速率,而且可以灵活的将多个多DSP簇联接在一起构成松耦合并行处理系统。在整个设备的体系结构上,采用了PCI Express体系结构。每个模块由通过ALTERA公司的高性能FPGA实现的x4 PCIE端点和上位机进行数据传输。该接口理论上可提供高达1GB/s的数据传输率。同时,通过专有ASIC芯片构建PCIE的交换体系用于满足整个系统的可扩展要求。最后,在由整个系统的部分模块构成的实验平台上,通过FFT算法和符合优势统计算法简单测试了硬件平台的实际性能,证明了该系统可以满足信号分析的应用需求。