基于ADSP21062的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)

ADSP2106x SHARC是一個(gè)適用于語音、通信和圖像處理的高速32位數(shù)字信號(hào)處理器。該芯片是基于ADSP21000系列DSP芯片發(fā)展起來的一個(gè)完整的單片系統(tǒng)，增加了一個(gè)雙口片內(nèi)SRAM，并集成了I/O設(shè)備。借助它的片內(nèi)指令緩存，處理器可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行每一個(gè)指令。ADSP2106x SHARC體現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)處理器的一個(gè)新的集成標(biāo)準(zhǔn)，它把一個(gè)高速運(yùn)行的浮點(diǎn)DSP主處理器與集成的片內(nèi)部件結(jié)合在一起，包括一個(gè)主機(jī)接口、DMA控制器、串口和連接口。由于它處理速度快、便于DSP多處理系統(tǒng)的連接和通信，目前已在更多的領(lǐng)域獲得了開發(fā)和應(yīng)用 1 。但如何對(duì)基于ADSP2106x的處理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試是人們?cè)趹?yīng)用該芯片時(shí)必須解決的關(guān)鍵問題。本文提出了一種簡單易行的測試方法，并在基于 ADSP21062的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)調(diào)試中獲得了成功，驗(yàn)證了該方法的可行性。

　　1 雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介

　　我們應(yīng)用ADSP21062處理器設(shè)計(jì)了一個(gè)雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以獨(dú)立地進(jìn)行工作，也可通過Link口與其它DSP進(jìn)行通信。ADSP21062利用JTAG接口與EZ-ICE仿真器連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的仿真和測試。系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)見圖1。

EZ-ICE仿真器應(yīng)用IEEE1149.1 JTAG測試標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)視和控制目標(biāo)板處理器的工作。EZ-ICE仿真器的測試頭通過一個(gè)14針的連接頭與目標(biāo)板處理器的CLKIN (可選)、TMS、TCK、TRST、TDI、TDO、和GND信號(hào)相連。在電路板上設(shè)計(jì)了一個(gè)14針的接口，其信號(hào)的接口如圖2所示。

2 電路的測試

　　電路測試主要應(yīng)用EZ-ICE仿真器。該仿真器插在PC機(jī)的ISA槽中，通過JTAG口與ADSP21062處理系統(tǒng)相連，可在PC機(jī)的顯示器上利用Emulator控制界面對(duì)DSP系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。ADSP2106x提供了模擬(Simulator)和仿真(Emulator)兩套軟件，它們的界面完全相同，只是一個(gè)不需要硬件，一個(gè)需要硬件。測試程序可先由Assembler匯編器匯編，再經(jīng)Simulator模擬通過。最后在 Emulator界面控制下可以裝入由匯編生成的可執(zhí)行文件(.EXE文件)和匯編的結(jié)構(gòu)文件(.ACH文件)，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的測試和仿真。

　　2.1 硬件測試的基本操作

　　對(duì)硬件測試時(shí)，先對(duì)存儲(chǔ)器的內(nèi)部控制、狀態(tài)寄存器和存儲(chǔ)器做簡單的操作，確定EZ-ICE仿真器與處理器的通信正常。

　　對(duì)寄存器的操作一般有兩種：位操作和字操作 2~3 。

　　(1)位操作：寄存器的位操作主要用于BIT SET，BIT CLR。

　　例如：BIT SET MODE2 0x00000001

　　BIT CLR MODE2 0x00000001。

　　以上操作將MODE2的第一位置位或清除，而不影響到其它位。

　　(2)字操作：寄存器的字操作用DM()尋址指令。

　　例如：R0=0x00000001;

　　DM(SYSCON)=R0。

　　以上操作將SYSCON的第一位置位，其它位清除。

　　對(duì)存儲(chǔ)器的操作采用DM()指令尋扯，在指令中加入立即數(shù)、寄存器Rx(內(nèi)容為尋址值)、基址(Ix)和變址(Mx)可實(shí)現(xiàn)直接尋址、間接尋址和變址尋址。

　　例如：R0=0x23;

　　DM(0x00030000 =R0。

　　以上操作將0x23放入0x00030000的地址內(nèi)。

　　2.2 系統(tǒng)運(yùn)行測試

　　設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)FLAG位的四個(gè)指示燈的操作，讓其交替地閃爍，來檢驗(yàn)ADSP21062處理器是否能夠正常運(yùn)行。程序采用中斷方式，利用定時(shí)器溢出時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)中斷TMZHI和TMZLI。一個(gè)中斷的服務(wù)程序設(shè)置FLAG0，1的指示燈亮，F(xiàn)LAG2 3的指示燈滅;另一個(gè)中斷服務(wù)程序設(shè)置情況相反。兩個(gè)服務(wù)程序交替執(zhí)行，交替的間隔由定時(shí)器的初值確定。程序流程圖見圖3。

由于處理器在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)MODE2寄存器被清除，使FLAG管腳作為輸入，處理器不能改變其狀態(tài)。所以主程序需對(duì)其初始化，使FLAG管腳作為輸出，然后才能在ASTAT寄存器中改變FLAG的狀態(tài)。同樣，對(duì)定時(shí)器也要進(jìn)行設(shè)置。

　　(1)定時(shí)器的設(shè)置：

　　BIT SET MODE1 0x1000;(開放全局中斷)

　　BIT SET MODE2 0x20; (開放定時(shí)器)

　　BIT SET IMASK 0x10; (開放TMZHI中斷)

　　(2)FLAG位的設(shè)置：

　　BIT SET MODE2 0x78000; (設(shè)置為輸出)

　　BIT CLR ASTAT 0x180000; (FLAG0 1亮)

　　BIT SET ASTAT 0x600000; (FLAG2 3滅)

　　此程序可通過JTAG仿真測試，用通用編程器將此程序?qū)懭隕PROM，然后讓系統(tǒng)單獨(dú)工作，來驗(yàn)證系統(tǒng)能否正常引導(dǎo)和工作。上電后四個(gè)指示燈交替閃爍，經(jīng)驗(yàn)證系統(tǒng)順利地完成了引導(dǎo)，并且工作正常。

　　2.3 Link口測試

　　用傳輸線把處理器的兩個(gè)Link口連在一起，然后讓一個(gè)Link口發(fā)數(shù)據(jù)，另一個(gè)收數(shù)據(jù)，通過Emulator JTAG 采用單步執(zhí)行的方式對(duì)其測試，觀察發(fā)送和接收的過程。

　　(1)Link口傳輸速率的設(shè)置：

　　R0=0x00006000;

　　DM LCOM =R0; 2倍速率)

　　(2)LBUF的設(shè)置：

　　R0=0x0003fe8f;

　　DM LAR =R0 ;LBUF1給Link口1，LBUF2

　　給Link口2)

　　(3)開放Link口：

　　R0=0x00000190;

　　DM LCTL =R0 ; Link口1發(fā)，Link口2收)

　　(4)傳輸操作：

　　R0=0x12345678;

　　DM LBUF1 =R0 ; Link口1發(fā)0x12345678)

　　R1=DM LBUF2 ; 取Link口2收到的數(shù)據(jù))

　　經(jīng)測試，Link口的工作正常。通過Emulator的Link口控制窗口可以看到：當(dāng)Link口設(shè)置完成，執(zhí)行DM(LBUF1)=R0指令時(shí)，可以看到Link口2緩沖區(qū)的狀態(tài)(通過LxSTAT寄存器)為有一個(gè)數(shù)據(jù);當(dāng)執(zhí)行R1=DM(LBUF2)指令時(shí)，Link口2緩沖區(qū)的狀態(tài)為空，寄存器R1口的值為Link口1的緩沖區(qū)(LBUF1)的內(nèi)容。證明通過Link口1順利地把數(shù)傳給Link口2，通過Link口可以完成處理器之間的通信。

　　2.4 DSP算法的執(zhí)行時(shí)間

　　將一個(gè)用匯編編寫的DSP算法通過EZ-ICE仿真器放到系統(tǒng)中執(zhí)行，由Emulator提供的時(shí)鐘(指令)計(jì)數(shù)功能，可以知道算法在處理器中實(shí)際執(zhí)行的時(shí)間。在Emulator的計(jì)數(shù)窗口中有一個(gè)時(shí)鐘計(jì)數(shù)(Cycle Count)，它記錄程序從開始執(zhí)行到停止所用時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)，用時(shí)鐘的個(gè)數(shù)(Cycle Count)乘以時(shí)鐘周期就可以得到執(zhí)行的總的時(shí)間。

　　針對(duì)ADSP2106x處理系統(tǒng)的開發(fā)研究，本文提出的簡單易行的測試方法既可判別DSP能否正常工作，又可測試多處理器互聯(lián)時(shí)通過Link口傳輸信息的有效性。所提的測試方法在我們研制的基于ADSP21062的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的調(diào)試中獲得了驗(yàn)證。