TMS320C6211DSK在短波無線電偵察中的應(yīng)用

1　引　言dsp芯片自誕生以來，在短時間內(nèi)得到了飛速的發(fā)展，并已經(jīng)在社會生活各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，開發(fā)應(yīng)用dsp需要高額投資購置dsp開發(fā)系統(tǒng)和相應(yīng)的開發(fā)軟件，這對剛開始學(xué)習(xí)使用dsp的人來說，是難以接受的。德克薩斯儀器公司（ti）開發(fā)生產(chǎn)的初學(xué)者工具dsk（dspstarter kit），是為初學(xué)者進(jìn)行dsp編程練習(xí)而提供的一套廉價的實(shí)時軟件調(diào)試工具。它的特點(diǎn)是功能全，價格低，代碼編譯速度快，使用簡單。dsk可以與pc機(jī)進(jìn)行通信，在pc上進(jìn)行編譯、匯編，連接之后的程序可以通過串口或并口下載到dsk上dsp芯片的內(nèi)部ram執(zhí)行。為了方便存儲器等硬件資源的擴(kuò)展，并形成用戶dsp系統(tǒng)，dsk還將dsp芯片的數(shù)據(jù)與地址相應(yīng)的控制信號引出。dsk的特點(diǎn)決定了它非常適合初次接觸dsp的人員去掌握dsp，以及在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段評估dsp的性能。ti公司目前的dsk產(chǎn)品可以支持c3x、c5x、c54x、c6211和c6711。tms320c6211 dsk基于c6000系列中低價位的片種tms320c6211，它不僅能使開發(fā)人員熟悉c6000dsp，而且其功能還足夠用于網(wǎng)絡(luò)、通信、圖像處理等具體應(yīng)用的開發(fā)，因而具有極高的性價比。2　tms320c6211 dsk的結(jié)構(gòu)2．1　硬　件tms320c6211 dsk是一塊大約長21cm、寬12cm、高2cm的開發(fā)板。硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。核心采用定點(diǎn)運(yùn)算芯片tms320c6211，工作于150mhz時鐘，峰值性能為1200mips，它是dsp業(yè)第一片使用了兩級內(nèi)部高速緩存（cache）的dsp（l1 cache 8kbyte／l2 cache 64kbyte），內(nèi)部ram共72kbyte。dsk的供電電源為5v的直流電源。
tms320c6211 dsk是一塊通過并口與pc機(jī)相連的板卡。板上包括：一個150mhz的c6211 dsp，峰值性能為1200mips；雙時鐘，cpu工作在150mhz，外部存儲器接口（emif）工作在100mhz；并行接口與pc機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的并口對接；4mbyte外部sdram和128kbyte外部閃式存儲器（flash memory），用于存儲外部程序和數(shù)據(jù)；ti的tlc320ad535 16位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（data converter）；ti的tps56100電源管理器件（power manager device）提供1．8v和3．3v的直流電；jtag控制器，用于仿真和調(diào)試；用于外部擴(kuò)展子卡的接口（expansion daughter card interface）。2．2　軟　件tms320c6211 dsk配有代碼產(chǎn)生工具、代碼編輯調(diào)試工具code composerdebugger和其他dsk支持軟件（閃存支持軟件、樣例程序和dsk功能測試軟件）。3　tms320c6211 dsk的特點(diǎn)3．1　tms320c6211的特點(diǎn)3．1．1　采用改進(jìn)型的哈佛結(jié)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)信息處理的高速化，提高使用的靈活性，tms320c6211采用改進(jìn)型的哈佛結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是程序和數(shù)據(jù)具有獨(dú)立的存儲空間，有著各自獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)總線?？梢酝瑫r對數(shù)據(jù)和程序進(jìn)行尋址，這大大地提高了數(shù)據(jù)處理的能力。改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲器中，并被算術(shù)運(yùn)算指令直接使用，增強(qiáng)了芯片的靈活性。另外，指令可以存儲在高速緩存器（cache）中，省去了從存儲器中讀取指令的時間，大大提高了運(yùn)行速度。
3．1．2　采用流水線操作 流水線操作是dsp實(shí)現(xiàn)高速度、高效率的關(guān)鍵技術(shù)之一。只有在充分發(fā)揮作用的情況下，才可能達(dá)到最好性能。tms320c6211的流水線與以前的c3x和c54x相比，有非常大的優(yōu)勢。主要表現(xiàn)在：簡化流水線的控制以消除流水線互鎖；增加流水線的深度來消除傳統(tǒng)流水線結(jié)構(gòu)在取指、數(shù)據(jù)訪問和乘法操作上的瓶頸；取指、數(shù)據(jù)訪問分為多個階段，使得芯片可以高速訪問存儲空間。tms320c6211的流水線分為3個階段：指令讀入（取指）、解碼和執(zhí)行，共11級。3．1．3　特殊的硬件結(jié)構(gòu)乘法運(yùn)算和加法運(yùn)算在數(shù)字信號處理的算法中使用非常頻繁。在通用的微處理器中，乘法運(yùn)算是通過執(zhí)行一串指令實(shí)現(xiàn)的，需要占用許多指令周期，影響處理速度。而dsp中，設(shè)置了硬件乘法器和mac（乘法并累加），這些操作往往可以在單周期內(nèi)完成，從而大幅提高了dsp進(jìn)行乘法和累加運(yùn)算的速度。在tms320c6211中采用兩個硬件乘法器實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算，只需要一個指令周期,大大提高了信號處理速度。此外，tms320c6211內(nèi)部的各種數(shù)據(jù)寄存器、移位寄存器等硬件結(jié)構(gòu)，確保了dsp算法的快速性。3．1．4　特殊的dsp指令系列和豐富的尋址方式tms320c6211的另一個重要特征是有一套專門為數(shù)字信號處理而設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)。這些指令包括32bit整型乘法、雙字讀取等。此外，tms320c6211豐富的尋址方式也使信號處理算法的實(shí)現(xiàn)變得