基于DSP便携式数控测井系统的设计

4 系统软件设计

系统软件开发平台采用TI公司的CCS3.3(Code Composer Studio)，利用CCS自带的DSP／BIOS实时操作系统进行设计。通过使用DSP／BIOS提供的标准API接口，用户可快速开发满足实时性要求的多任务应用程序。由于引入实时操作系统，所以在软件设计时采用层次化的设计思想，系统软件包括：硬件驱动层、操作系统层及应用程序层。其中，硬件驱动层负责与硬件有关的各个模块及外围相关硬件电路的驱动程序设计；操作系统层利用DSP／BIOS完成进程调度、内存管理、资源分配等操作；应用程序层则是利用操作系统层提供的API接口函数，完成系统应用软件程序的编写工作，实现硬件无关性。

系统软件设计采用C语言编写，其流程如图7所示。系统上电后，程序首先执行DSP的初始化和DSP／BIOS的初始化操作，然后启动实时操作系统，之后便由该操作系统完成进程的调度操作，实现不同任务之问的切换。由于采用实时操作系统，所以系统运行时的稳定性和可靠性得到明显提高，便于软件代码的复用及移植操作，易于系统软件的维护与升级。

5  实验结果

数控系统与井下设备之间的信号传输采用电缆完成，长度为5 000~7 000 m，在长线传输过程中，由于分布电容及缆芯本身的电阻影响，信号特性必然损失。为真实反映实际信号，利用一个阻容网络构成电缆模拟器，取电阻R=24Ω，电容C=0．033μF，模拟7 000 m的同轴电缆，如图8所示。

假定井下仪器以曼彻斯特II码的形式将信号上传至数控系统时，该信号已产生一定程度失真，此时系统会对已失真的信号进行相应的处理，提取编码信号的特征信息，以窄脉冲的形式送给DSP进行相关处理，如图9所示。试验结果表明，数控系统可准确再现数字信号的特征信息，利用系统软件正确识别数据。

6 结论

针对大型数控测井系统体积庞大、价格昂贵这一现状，提出便携式数控测井地面系统的总体设计方案，并着重论述了地面系统中数据处理部分硬件电路设计。由于系统软件是基于DSP／BIOS架构，从而明显提高了系统的集成度，降低了整机的功耗。该系统已研制出原理样机，通过实验测试。达到了预期的效果，为批量生产打下基础。