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,這對剛開始學習使用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)的初學者工具dsk(dspstarter kit),是為初學者進行dsp編程練習而提供的一套廉價的實時軟件調(diào)試工具。它的特點是功能全,價格低,代碼編譯速度快,使用簡單。dsk可以與pc機進行通信,在pc上進行編譯、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。核心采用定點運算芯片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機標準的并口對接;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3.1 tms320c6211的特點3.1.1 采用改進型的哈佛結(jié)構(gòu)為了實現(xiàn)信息處理的高速化,提高使用的靈活性,tms320c6211采用改進型的哈佛結(jié)構(gòu),其主要特點是程序和數(shù)據(jù)具有獨立的存儲空間,有著各自獨立的程序總線和數(shù)據(jù)總線??梢酝瑫r對數(shù)據(jù)和程序進行尋址,這大大地提高了數(shù)據(jù)處理的能力。改進的哈佛結(jié)構(gòu)允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲器中,并被算術(shù)運算指令直接使用,增強了芯片的靈活性。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,大大提高了運行速度。
3.1.2 采用流水線操作 流水線操作是dsp實現(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)乘法運算和加法運算在數(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,乘法運算是通過執(zhí)行一串指令實現(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進行乘法和累加運算的速度。在tms320c6211中采用兩個硬件乘法器實現(xiàn)乘法運算,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現(xiàn)變得