ADSP-21262型DSP的監控設計

　　1 引言

　　隨著數字信號處理理論的日趨完善和超大規模集成電路技術的飛速發展,在各種實時處理應用需求的推動下,數字信號處理器(DSP)也得到了越來越廣泛的應用。

　　DSP的監控是DSP開發和應用中十分重要的環節。目前在DSP的開發過程中,最常用的方式是通過購買處理器的JTAG仿真器和開發軟件包實現對DSP的調試和監控。JTAG調試工具的功能十分強大,對于不熟悉DSP內部結構和細節的開發者而言是一種非常不錯的選擇。但是此種方法也有其缺陷：首先,開發成本比較昂貴,一般購買正版仿真器和軟件包的價格都在數千美元至數萬美元不等;其次,通用性不強。不但不同公司的處理器需要使用不同的仿真器,同一公司的不同系列DSP之間也沒有兼容性。

　　基于以上原因,筆者結合ADSP-21262的開發研究了其他的監控實現方式。

　　2 單DSP系統監控設計

　　2.1 ADSP-21262簡介

　　ADSP-21262是ADI公司推出的一款高性能浮點數字信號處理器,特性如下：

　　200 MHz工作主頻。1 200 MFLOPS;
　　超級哈佛結構,內部三條獨立總線,三級流水線結構;
　　2 Mbit雙口SRAM,4 Mbit雙口ROM;
　　雙內核結構,支持SISD和SIMD工作模式;
　　22條獨立的DMA通道;
　　豐富的外圍設備接口。
　　
　　2.2 單DSP系統監控硬件設計

　　單ADSP-21262型DSP系統的監控部分硬件電路如圖1所示。

　　ADSP-21262支持多種上電引導方式,如外部EPROM引導、SPI主模式引導、SPI從模式引導。這里選取SPI主模式作為其引導方式。AT25F1024為串行SPI Flash存儲器,用于存儲ADSP-21262需要引導的程序。如果這里存儲的是監控程序,則DSP完成上電引導后便可進入監控狀態。并能執行相應的監控功能操作。

　　這里用異步串口(UART)作為監控系統與用戶PC機的通訊接口,完成底層監控程序和PC端監控服務軟件之間的通訊。MAX232為電平轉換器件,將DSP端的CMOS電平轉化為PC端的RS232電平。大多數DSP均不提供自帶的UART接口,但是由于UART接口為大多數工程人員所熟悉。并且連線簡單,很容易通過兩根通用I／O口來分別模擬其Tx、Rx信號,故這里采用此方案。

　　當然也可以用USB控制器或網口控制器實現USB接口方式或網絡接口方式的監控。無論是PC機層的監控服務軟件設計,還是底層的監控功能程序設計,在原理上基本一致,不同的只是上層PC機的監控服務軟件和底層DSP的監控功能程序之間的通訊所采用的接口方式。這里以UART接口的監控系統為例進行詳細介紹。

　　2.3 監控軟件設計

　　監控的主要功能是方便DSP的調試,故其應該為用戶提供的功能主要包括：

　　處理器的復位和初始化;
　　程序的裝載和運行;
　　查看DSP內部數據區和程序區;
　　寫DSP內部數據區和程序區;
　　查看相關的系統寄存器;
　　程序代碼的反匯編顯示。
　　
　　監控軟件的設計由上層PC機監控服務軟件和底層DSP監控功能程序兩部分組成,它的層次結構如圖2所示。

　　2.3.1 PC機軟件設計

　　PC機軟件是用戶實現DSP監控操作的平臺,由C++Builder 5.0開發完成。主要由監控軟件界面、各個監控功能模塊和UART驅動函數模塊組成。

　　監控軟件界面是監控系統和用戶進行信息交互的平臺,它整合了各個監控功能模塊,用戶通過它完成各個功能模塊的調用、參數的傳遞、結果的顯示等。

　　PC監控功能模塊完成對底層DSP監控功能程序的調用,從而實現用戶所需的相應監控功能。

　　UART驅動函數模塊的作用是實現上層PC機的監控服務軟件和底層DSP的監控功能程序之間的UART接口通訊。