基于JTAG仿真器的DSP中斷檢測(cè)處理技術(shù)
摘要： 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是一門發(fā)展很快的新興學(xué)科，它的應(yīng)用十分廣泛，如通訊,、控制、圖像和語(yǔ)音處理,、測(cè)量與控制、醫(yī)學(xué)等。[2]數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)主要有 DSP,、單片機(jī)、通用 /工控計(jì)算機(jī),、FPGA/CPLD等,，文章主要介紹了在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理時(shí)，利用 JTAG（Joint TEST Advisory GROUP）技術(shù)的仿真器在 CCS平臺(tái)下對(duì) TMS320 C54x系列 DSP芯片實(shí)現(xiàn)在線編程,，進(jìn)行在線調(diào)試時(shí)中斷檢測(cè)處理技術(shù)及其應(yīng)用,。
Abstract：
Key words :
摘要：數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是一門發(fā)展很快的新興學(xué)科，它的應(yīng)用十分廣泛,，如通訊,、控制、圖像和語(yǔ)音處理,、測(cè)量與控制,、醫(yī)學(xué)等。[2]數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)主要有 DSP,、單片機(jī),、通用 /工控計(jì)算機(jī)、FPGA/CPLD等,，文章主要介紹了在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理時(shí),，利用 JTAG（Joint TEST Advisory GROUP）技術(shù)的仿真器在 CCS平臺(tái)下對(duì) TMS320C54x系列 DSP芯片實(shí)現(xiàn)在線編程，進(jìn)行在線調(diào)試時(shí)中斷檢測(cè)處理技術(shù)及其應(yīng)用,。
1,、引言
在采用集成化的開發(fā)調(diào)試平臺(tái)CCS結(jié)合基于JTAG技術(shù)的仿真器實(shí)現(xiàn) DSP系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性分析過(guò)程中設(shè)定中斷檢測(cè)點(diǎn)是非常重要的，中斷檢測(cè)點(diǎn)可以中斷程序的執(zhí)行以進(jìn)行特定的操作,，例如可以進(jìn)行數(shù)據(jù)文件的輸入輸出,，可以刷新圖表和數(shù)據(jù)窗口等，便于在實(shí)時(shí)性分析中更有效的觀察數(shù)據(jù)處理的顯示結(jié)果,。 2,、基于 JTAG技術(shù)的仿真器
JTAG技術(shù)即邊界掃描技術(shù)，是一種專用的電子系統(tǒng)測(cè)試技術(shù),，就是通常所指的 IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn),，已經(jīng)在各行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，如圖 1,，一個(gè)符合 IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)的 JTAG器件,，有別于不同的邏輯器件，內(nèi)部都包括一個(gè) TAP（測(cè)試訪問(wèn)端口）控制器,，其次在芯片內(nèi)部經(jīng)由一個(gè)掃描鏈路將所有的輸入和輸出管腳全部串入一個(gè)掃描鏈路,。
圖 1 JTAG器件
基于 IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描技術(shù)最先應(yīng)用于大規(guī)模集成電路以及系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)的 DFT技術(shù),，不僅可以保證集成電路芯片的外圍管腳部分邏輯的正確，同時(shí)也對(duì)于嵌入在芯片內(nèi)部的自測(cè)試機(jī)制等起到整合和控制等方面的作用,。其次,，通過(guò)芯片的 JTAG接口可以實(shí)現(xiàn)包括 FPGA、DSP以及處理器等在內(nèi)的集成電路芯片的在線編程,，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)芯片的在線調(diào)試,，前者是應(yīng)用這一模式實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的下載，后者利用虛擬在線調(diào)試技術(shù)就是將芯片運(yùn)行過(guò)程中部分的內(nèi)部邏輯信息透過(guò) JTAG接口傳送到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析和判讀,。第三,，基于 JTAG標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描技術(shù)可以應(yīng)用在印刷電路板的連通性測(cè)試領(lǐng)域，通過(guò)將 JTAG器件的邊界掃描鏈連接在一起,，并且控制合適的數(shù)據(jù)信息在該掃描鏈中傳遞,，從掃描鏈的輸出端進(jìn)行監(jiān)控就可以判別有關(guān)印刷電路板連通性以及元器件功能等方面的問(wèn)題。
基于 JTAG技術(shù)的仿真器是用來(lái)進(jìn)行芯片硬件仿真,，如程序單步執(zhí)行,、設(shè)置中斷檢測(cè)點(diǎn)等，通過(guò)硬件仿真可以了解芯片里面程序的詳細(xì)運(yùn)行情況,。 JTAG仿真器主要用來(lái)對(duì)芯片進(jìn)行仿真操作,，同時(shí)也可以通過(guò) JTAG接口對(duì)芯片編程（將程序?qū)懭胄酒Ｋ慕涌诜绞接蠰PT（并行）口,，PCI或ISA卡,，USB口。JTAG仿真器一端通過(guò)USB口與PC機(jī)連接, 另一端通過(guò) JTAG插頭與 DSP目標(biāo)板連接,；建議首先連接 JTAG仿真器到 PC機(jī), 再連接到 DSP目標(biāo)板,。[8] 3、基于 TMS320 C54XDSP芯片的信號(hào)發(fā)生器
3.1 TMS320 C54x系列 DSP芯片
TMS320 C54x系列 DSP芯片是使用靜態(tài) CMOS技術(shù)制造的,。該芯片采用改進(jìn)哈佛結(jié)構(gòu),，對(duì)程序內(nèi)存和數(shù)據(jù)內(nèi)存使用分離的總線；可以同時(shí)取指令和操作數(shù),，提高了運(yùn)行效率和通用性先進(jìn)的 CPU設(shè)計(jì)和為應(yīng)用設(shè)計(jì)的硬件邏輯提高了芯片的性能,；為快速的后續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)了模塊化的結(jié)構(gòu)；為先進(jìn)的 IC處理技術(shù)提供了高性能和低功耗,；高度專門的指令結(jié)構(gòu)提供了快速運(yùn)算和優(yōu)化的高階語(yǔ)言操作,；具有單指令循環(huán)和塊指令循環(huán)功能；塊內(nèi)存移動(dòng)指令提供了更好的程序和數(shù)據(jù)管理,；擁有兩個(gè)或三個(gè)操作數(shù)讀取能力的指令,；從中斷快速返回的指令擁有多種片上外設(shè)和內(nèi)存配置方案等特點(diǎn)。
3.2信號(hào)發(fā)生器
一 ）連接硬件，首先給 DSP目標(biāo)扳加電,，指示燈亮,。
一 CCS運(yùn)行環(huán)境。
一 ）建立新項(xiàng)目,，并在項(xiàng)目中添加相關(guān)文件,。
一 Project 菜單中 open選項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中選擇信號(hào)發(fā)生器的編譯工程,。
一 Project 菜單中 Rebuild All選項(xiàng)，編譯鏈接該工程,，沒(méi)有錯(cuò)誤后,，選擇 File菜單中 Load Program選項(xiàng)，選擇 *.C文件,，進(jìn)行加載程序,。選擇 View菜單中 graph選項(xiàng)中 Time/Frequency設(shè)置圖形屬性，選擇 Start Address 為 DACdata ,，設(shè) Acquisition Buffer Size為 180 ,，設(shè) Display Data Size為180 ，設(shè) Dsp Data Type為 16-bit signed integer,。點(diǎn)擊 OK ,，觀察信號(hào)發(fā)生器的波形，如圖２：
4,、DSP/BIOS 應(yīng)用及實(shí)時(shí)性分析
4.1 DSP/ BIOS的分析特性：
程序跟蹤：顯示寫入目標(biāo)日志的事件并在程序執(zhí)行過(guò)程忠反映動(dòng)態(tài)控制流程,。
性能監(jiān)控：跟蹤、統(tǒng)計(jì)目標(biāo)板資源的使用情況,。
文件流：將目標(biāo)板上的 I/O對(duì)象與主機(jī)上的文件聯(lián)系在一起,。其中：
1）DSP/ BIOS==Statistics View 統(tǒng)計(jì)表用于對(duì)程序的執(zhí)行周期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
2）DSP/BIOS==Execution Graph 執(zhí)行圖以圖示方式來(lái)反映程序執(zhí)行時(shí)各進(jìn)程間的配合,，以分析程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性,。
3）DSP/BIOS==RTA Control Panel 控制儀表可以實(shí)時(shí)調(diào)整信息搜集和由此造成的對(duì) CPU的干擾之間，通過(guò)禁止不同的隱式儀表類型,，用戶會(huì)丟失一些信息來(lái)?yè)Q取減少開銷,。
4）DSP/ BIOS==CPU Load Graph ，CPU負(fù)荷圖窗口,，CPU活動(dòng)分為兩部分：工作時(shí)間和 IDLE時(shí)間,。即 CPU負(fù)荷定義為執(zhí)行一個(gè)應(yīng)用程序時(shí)，CPU花費(fèi)的指令周期數(shù)的百分比,。
4.2 DSP/BIOS 實(shí)時(shí)性分析
一 ）連接硬件,，首先給 DSP目標(biāo)扳加電，指示燈亮。
一 CCS運(yùn)行環(huán)境,。
一 ）建立新項(xiàng)目,，并在項(xiàng)目中添加相關(guān)文件。
一 ）選擇Project 菜單中 open選項(xiàng),，在彈出的對(duì)話框中選擇編譯工程*.cmd,。
一 ）選擇Project 菜單中 Rebuild All選項(xiàng)，編譯鏈接該工程,，沒(méi)有錯(cuò)誤后,，選擇 File菜單中 Load Program選項(xiàng)，選擇文件,，進(jìn)行加載程序,。
一 ）選擇DSP/BIOS 菜單中CPU Load Graph , Execution Graph , Statistics View ,RTA Control Panel , Message Log 選項(xiàng)。
一 RTA Control Panel Properties 對(duì)話框,，將 CPU Load Graph 改為 Every 0.5 Seconds ,。[5]
一 ）執(zhí)行程序，執(zhí)行圖窗口如圖３下：
如圖３ 執(zhí)行圖窗口
?。?、DSP的中斷檢測(cè)處理：
1 ）連接硬件，首先給 DSP目標(biāo)扳加電,，指示燈亮,。
2 ） CCS運(yùn)行環(huán)境。
3 ）建立新項(xiàng)目,，并在項(xiàng)目中添加相關(guān)文件,。
4 ）選擇Project 菜單中open選項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中選擇編譯工程,。
5 ）選擇Project 菜單中 Rebuild All選項(xiàng),，編譯鏈接該工程，沒(méi)有錯(cuò)誤后,，選擇 File菜單中 Load Program選項(xiàng),，選擇文件，進(jìn)行加載程序,。
6 ）選擇File菜單中File I/O 選項(xiàng),，在對(duì)話框中Address 輸入為Inp_buffer ,Legth為 100 ，進(jìn)行鏈接,，加載程序,。
7 ）將光標(biāo)移至設(shè)定行 data IO ( )，設(shè)置中斷點(diǎn)和探測(cè)點(diǎn),，選擇 Debug菜單中 Breakpoints選項(xiàng)和 Probe Points 選項(xiàng),。
8 ）選擇View菜單中Watch Windows 選項(xiàng)和graph 選項(xiàng),，在graph 選項(xiàng)中 Time /Frequency選項(xiàng)中設(shè)置輸入圖形屬性，設(shè) Start Address 為inp_buffer ,Graph Title 為 inp_buffer ,Acquisition Buffer Size為 100,，Display Data Size 為 100 , Maximum Y_Value 為 1000 , Autoscale為 off ,同時(shí)設(shè)置輸出波形的屬性,。[4]
9 ）執(zhí)行程序，觀察輸入輸出波形,。如圖４：
圖４設(shè)有中斷檢測(cè)點(diǎn)的輸入輸出波形
?。丁⒔Y(jié)束語(yǔ)
文章討論了運(yùn)用 JTAG仿真器在 CCS軟件平臺(tái)下對(duì) TMS320 C54x系列 DSP芯片實(shí)現(xiàn)在線編程,，在線調(diào)試時(shí)中斷檢測(cè)的處理,，這樣基于 JTAG仿真器的 DSP中斷檢測(cè)處理技術(shù)可以滿足實(shí)時(shí)性分析的一些需求，提高了研究分析的精確性和針對(duì)性,。但如果信號(hào)的測(cè)量需要更高精度,、長(zhǎng)時(shí)間的校準(zhǔn)分析、更高性能的結(jié)果,，最好選用嵌入式的仿真器及其相關(guān)專有的軟件,。
此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。