基于ADSP21062的雷達信號處理系統(tǒng)的調(diào)試

關(guān)鍵字：ADSP21062 雷達 信號處理

ADSP2106x SHARC是一個適用于語音、通信和圖像處理的高速32位數(shù)字信號處理器。該芯片是基于ADSP21000系列DSP芯片發(fā)展起來的一個完整的單片系統(tǒng)，增加了一個雙口片內(nèi)SRAM，并集成了I/O設(shè)備。借助它的片內(nèi)指令緩存，處理器可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行每一個指令。ADSP2106x SHARC體現(xiàn)了數(shù)字信號處理器的一個新的集成標(biāo)準(zhǔn)，它把一個高速運行的浮點DSP主處理器與集成的片內(nèi)部件結(jié)合在一起，包括一個主機接口、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 。但如何對基于ADSP2106x的處理系統(tǒng)進行調(diào)試是人們在應(yīng)用該芯片時必須解決的關(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的雷達信號處理系統(tǒng)調(diào)試中獲得了成功，驗證了該方法的可行性。

1 雷達信號處理系統(tǒng)設(shè)計簡介

我們應(yīng)用ADSP21062處理器設(shè)計了一個雷達信號處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以獨立地進行工作，也可通過Link口與其它DSP進行通信。ADSP21062利用JTAG接口與EZ-ICE仿真器連接，實現(xiàn)對系統(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信號相連。在電路板上設(shè)計了一個14針的接口，其信號的接口如圖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機的ISA槽中，通過JTAG口與ADSP21062處理系統(tǒng)相連，可在PC機的顯示器上利用Emulator控制界面對DSP系統(tǒng)運行情況進行實時監(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，只是一個不需要硬件，一個需要硬件。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)，實現(xiàn)對硬件的測試和仿真。

2.1 硬件測試的基本操作

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

對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。

對存儲器的操作采用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)運行測試

設(shè)計一個對FLAG位的四個指示燈的操作，讓其交替地閃爍，來檢驗ADSP21062處理器是否能夠正常運行。程序采用中斷方式，利用定時器溢出時產(chǎn)生兩個中斷TMZHI和TMZLI。一個中斷的服務(wù)程序設(shè)置FLAG0，1的指示燈亮，F(xiàn)LAG2 3的指示燈滅;另一個中斷服務(wù)程序設(shè)置情況相反。兩個服務(wù)程序交替執(zhí)行，交替的間隔由定時器的初值確定。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，對定時器也要進行設(shè)置。

(1)定時器的設(shè)置：

BIT SET MODE1 0x1000;(開放全局中斷)

BIT SET MODE2 0x20; (開放定時器)

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)單獨工作，來驗證系統(tǒng)能否正常引導(dǎo)和工作。上電后四個指示燈交替閃爍，經(jīng)驗證系統(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Link口連在一起，然后讓一個Link口發(fā)數(shù)據(jù)，另一個收數(shù)據(jù)，通過Emulator JTAG 采用單步執(zhí)行的方式對其測試，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，可以看到Link口2緩沖區(qū)的狀態(tài)(通過LxSTAT寄存器)為有一個數(shù)據(jù);當(dāng)執(zhí)行R1=DM(LBUF2)指令時，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)行時間

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

針對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的雷達信號處理系統(tǒng)的調(diào)試中獲得了驗證。