工大在线

标题: DSP系统设计100问 [打印本页]

作者: 刀刀 时间: 2009-4-8 00:00
标题: DSP系统设计100问
一、 DSP系统设计的七个层次
IC -> Hardware Platform -> BIOS -> OS -> Function -> API -> System
二、 DSP系统设计中的常见问题
（一）需求分析阶段
（二）硬件方案选型阶段
（三）算法方案选型阶段
（四）硬件设计及调试阶段
（五）软件设计及调试阶段
（六）系统联调阶段
（七）文档建设阶段

硬件方案选型阶段

1、数字信号处理器是什么?

数字信号处理器,简称DSP,是运算密集型的微处理器。这使得DSP完成滤波器和FFT算法比一般的事务型处理器快的多。DSP的另一重要特征是采用改进的哈佛结构，具有独立的数据和地址总线，从而使得处理器指令和数据并行，与冯诺伊曼的结构相比，大大提高了处理效率。

2、开发DSP项目需要什么工具?

与传统的微处理器一样，一个DSP项目需以下几个指标：把算法转成机器语言要使用 "code gen tools"，它主要包括c编译器，汇编器，连接器，代码生成器，闻亭公司为TI各个系列的DSP提供了这样的工具。为了验证这些算法需目标DSP来执行算法。你主要是围绕自己应用中的某一DSP来设计自己的硬件。先让硬件工作起来，可以使用现成的目标板来规范代码。目标板从闻亭公司获得用来支持通用的TI DSP。在调试过程中仿真器对控制DSP运行是必不可少的。闻亭公司销售工作在以下几种调试软件下的仿真工具：C2XX、C3X、54X、C6X、C8X。闻亭公司仿真工具支持的调试软件有：TI Code composer 、Code composer studio及C Source Debugger。闻亭公司研发和销售的通用高速信号处理器板级产品，可应用于：雷达、通信、导弹引信、软件无线电、电机控制、数据采集及图象处理等，可帮助用户缩短开发周期及提高目标产品的可靠性。

3、什么是仿真器?

仿真器是硬件电路，可以让用户借助指令系统控制DSP运行。闻亭公司开发并销售以下仿真器：C2XX、C3X、54X、C6X、C8X。这种仿真器可通过DSP上的JTAG/MPSD逻辑与TI DSP通信。仿真器连在PC机的并口或插卡上。仿真头的电缆为6-8英寸，连接仿真盒到目标系统。

4、闻亭公司TDS510仿真系统主要特点：
目标系统中的DSP芯片全速运行；
实时监控所有运行状态，包括多个变量；
14/12线目标仿真连接线，兼容 XDS510 连接方式；
全存储空间仿真；
可设置多个软件断点
；
软件跟踪/定时；
单步/断点执行指令；
装载/卸载程序存储器和数据存储器；
菜单式多窗口调试，采用TI公司仿真软件；
系统采用大规模FPGA技术，PCB面积大规模缩小，IC之间的连线缩短，这些设计和工艺上的革新使得本系统的可靠性大大提高；
软件方式设置端口；
易于升级。

5、Debugger是什么？

Debugger为一种调试软件，工程师或程序员可以用来验证算法。Debugger可以访问带以下命令的DSP硬件逻辑：(Start、stop、read/write、register、reset) Debugger支持C或者汇编调入算法及源代码。此外，程序和数据存储器，寄存器和其他相关目标均可看到。Debugger也可完成算法分析及把数据下载到目标板上。

6、主机系统是什么？

主机系统是开发工具运行的系统，这些工具的例子是与仿真器通信的 Debugger，源码生成工具，编辑器等等，主机系统是所有程序源文件所在之处。

7、什么是target?

目标板是一个术语，用来指有DSP芯片的DSP系统或印刷电路板，你的算法在目标板上运行，JTAG仿真器与目标板相连。

8、怎样理解JTAG？

JTAG是Joint Test Action Group的缩写。这个群体定义IEEE1149.1作为JTAG标准。标准的建立使得集成电路固定在PCB上，只通过边界扫描便可以被测试。TI绝大部分DSP均采用JTAG接口。

9、MPSD与JTAG的区别？

采用MPSD方式由于TI早期采用边界扫描仿真器。这只在TI C3X/4X系列DSP使用。连接C3X系统MPSD连接器为12针的头，而其他系列JTAG连接器为14针的头。两种针的定义在各个系列的数据手册中描述，两种方式不兼容。

10、扫描路径仿真器优点？

边界扫描有许多优点如"内电路仿真器或ICE "或基于debugger的工具：
利用很少的空间放置JTAG/MPSD连接器，如必要，系统可放在机箱内调试。这意味着DSP 可焊在PCB上。
电缆不需与目标板通信
目标调试工具不需要。这说明出现在目标板上的软件大可不必开始调试目标板。你的算法不必加入调试软件，因此节省了代码空间。多数情况下，你的算法不需要接口（RS-232）与主机开发时间。

11、
边界扫描仿真器缺点？

边界扫描仿真器不能提供真实的路径，因为JTAG逻辑没有通向内部地址和数据线单元。除由IC生产上提供的某些片内调试逻辑以外，对所有的JTAG仿真器都是对的。

12、闻亭公司的仿真器使用何种主机系统？

闻亭公司仿真器可运行在笔记本，IBM PC机或兼容机上。由于可插在并口上，对TDS510PP不需专门的卡。这说明仿真盒可在计算机之间换用，而不需打开机箱，拔出卡。使用插卡式仿时，ISA卡要安装在机箱内，如果工程师使用一台机器在实验室开发，另一台现场调试，那末采用并口开发器较理想。

13、闻亭公司仿真工具是否可以在UNIX操作系统中运行？

不可以。

14、闻亭公司仿真工具需要什么特殊的硬件？

闻亭公司并口仿真器（TDS510PP、插卡式仿真器）需要的硬件为PC机上的并口，即LPT1、LPT2。大多数PC机都有一个EPP的并口设置模式，这是运行闻亭公司并口仿真器的理想模式。第二个运行仿真器的最好模式是标准的或双向的。插卡式仿真器需插在PC机内的ISA槽内。TDS510EPP并口仿真器也可与TDS510 ISA插卡式仿真器同时工作。

15、C3X仿真器能否仿C5X，C20X，C24X，C54X和C6X的 DSP？

可以用一套闻亭公司TDS510-ALL实现仿真所有TI DSP。

16、所有闻亭公司的EVM板和仿真器都能一起工作吗？

对。所有闻亭公司的 EVM 板均有JTAG/MPSD连接器，可与仿真器相连工作。这些连接器与TI公司仿真器兼容。

17、我能使用一种调试软件来调试TI所有的DSP芯片吗？

一般来讲，不可以。因为每个DSP结构不同，debugger只对特殊DSP互用。某些debugger也可用于多种DSP，但购买之前，应检查一下debugger或仿真工具的供应商，例如5X,2XX系列可是用同样的debugger，这种情况2xx debugger却不能应用在54X或3X系列上。

18、TI's XDS510仿真器和闻亭公司仿真器的区别？

闻亭公司仿真器支持TI各系列debugger调试和软件。同时闻亭公司并口仿真器（2XX/54XEPP）与TI不同之处在于TI XDS510需PC插卡。闻亭公司并口仿真器是用计算机并口（EPP）。闻亭公司仿真器支持TI仿真器支持的DSP，还有更先进的TDS510-ALL与TIXDS510兼容。闻亭公司TDS510-ALL也需ISA槽。闻亭公司仿真器与TI不同点就是价格。

19、TI XDS510PP与闻亭公司仿真器的区别？

两者没有区别。闻亭公司仿真器与TI实现功能一样。

20、开发完成，生产后，MPSD/JTAG连接头应该从电路板上拿掉吗？

生产完毕后连接器从目标板上拿掉。为什么？因为MPSD/JTAG连接器仅用于现场查故障或维修。

21、谁家的调试软件可用于闻亭公司TDS510-ALL仿真器？

闻亭公司TDS510-ALL仿真器支持TI高精度C语言源码调试，GO DSP Code Composer。

22、Debugger能同时调试汇编和C代码吗？

可以。

23、当我用的是汇编语言编程时，为什么我要买C编译器呢？

在所有系统里，必须写的代码是汇编语言，这样做有几种原因：执行速度，代码编译效率。用户购买 DSP有一个主要原因：速度。事实上，只有代码的某个部分需为速度而优化，通常是滤波，FFT等。余下代码是控制代码，可用C来些。我们都知道用高级语言C来编程，程序产生大的代码。最典型的应用是用C编程，用汇编优化。此外，使用高级语言可加快产品开发周期。

24、闻亭公司仿真器和调试软件运行在什么操作系统下？

闻亭公司仿真器运行在WIN95,WIN98,WIN NT4.0（C54X、C6X）。

25、闻亭公司对DSP设计有什么专门应用硬件？

闻亭公司有针对音频应用的DSP2549EA，作为电机控制应用的DSP2240EA

26、EVM板上C203和206DSP芯片可以互换吗？

当DSP出厂后，DSP焊到PCB上，熟练的再加工技师可以换零件，然而产品保修没有。

27、EVM板上C548,C549,C5410 DSP能互换么？

当DSP出厂后，DSP焊到PCB上，熟练的再加工技师可以换零件，然而产品保修没有。

31、TI编译器/汇编器/连接器能与闻亭公司EVM板和仿真器同时工作吗？

TI编译器/汇编器/连接器与闻亭公司 EVM板和仿真器同时工作。

32、闻亭公司 TDS510PP仿真器能与DSK一起工作么？

如果DSK有正确设置的JTAG（2x7）或MPSD(2x6)连接器，闻亭公司仿真器可以工作。

33、C54X系列的各个小板除了芯片不同以外，还有其他的区别吗？DSK都包括什么，是什么界面，和仿真系统有什么不同。

C5000系列的最小板的功能是一样的。区别在于芯片本身。DSK是TI的DSP Starter kit，它是一个DSP的最简单系统，用于用户认识DSP，目前产品有C27X、C31、C542、C5402、C6211几种，DSK是TI或TI的第三方生产的，如有需求需要从美国定货。

34、DSP的内部时钟频率与外部时钟频率有区别吗？

请参阅DATA SHEET，DSP的工作需要外加时钟（建议大家使用有源的欧式晶振，不用无源的晶体），为了提高系统的稳定性一般DSP内部都有锁相环PLL，其功能是把外部提供的时钟倍频或分频做为DSP工作的频率（如外加10M时钟，经PLL倍频后DSP可工作在100M，这样外部电路已非常低的频率工作会较稳定）。

35、MIPS与时钟频率的区别和联系，这是不是与分频和倍频有关？

MIPS(Million Instruction per second)是一种评估DSP速度的一个指标。DSP运行频率也是评估DSP的一个指标，他们二者之间的联系需要考虑到DSP体系结构（是否多路并行结构、是执行定点还是浮点运算）。

36、I/O也是存储空间，这怎么理解， 64K 的并行I/O口是什么意思？

I/O存储空间指口地址。

37、 DSP芯片可否工作在震动很强烈且电磁干扰很大的环境？

请选用相应档次的DSP：商业级、工业级、军品、航空级等。

38、最小板上虽然没有配存储器，但假如片内存储器够用，是不是不插存储器不会影响板子的调试？

UM61512-15在哪里可以买到？为什么要用4片存储器？

是！可以不配存储器；请与UMC的代理商联系、或到电子市场都可买到；配成64K*16 程序存储空间和64K*16数据存储空间。

39、31芯片外围可以带几颗芯片？

根据驱动能力来定。一般外围较多时须加驱动。

40、用其他TI第三方的仿真系统去仿闻亭的高速数字信号处理板会不会有什么问题，能不能仿真？

JTAG是一个国际标准，所有TI第三方都遵循此原则，所以可以支持所有厂家的DSP板级产品。

41、浮点运算精度为什么高于定点运算？

一般TI的浮点DSP的字长是32位、定点的字长是16的，另外，可从他们的体系结构（如乘法器结构）看出浮点芯片精度更高。

42、ISA与EPP（仿真器）除在电源及接口有不同点之外，还有其它不同点吗？

功能一样，速度不同（并口较慢），软件不同（并口版本更新）

算法方案选型阶段

43. 2XX矢量运算函数与FFT函数说明在哪里可以找到？

有相应的说明书与算法包配套。另外，函数的程序头都做了详细说明：程序的入口与出口，用户可直接调用。

44. 支持算法模拟的系统设计软件有那些？

MATLAB 、Cadence公司的SPW等。

硬件设计及调试阶段

45. TDS-TMS320C3X 典型系统设计原理图

客户信号处理系统功能框图与指标分析

46. 客户自己做了块3X板，程序先在SRAM里运行，
指令周期为什么是500ns？

程序中有一个PLL寄存器，不改则默认值为7等待，所以周期为很长。

47. 如果DSP芯片采用TMS320C32PCM60的话，这对于40M晶振是可以工作吗？它们之间有什么关系？

TMS320C32PCM60 加上40M晶振，则以40M速度运行，等效于TMS320C32PCM40。

48. 仿真系统仿多CPU怎么接?

仿真口应以菊花链方式连接。

49. VC5402核心电压为1.8V，I/O为3.3V，仿真头的VCC应为多少？

仿真头VCC应与IO电压一致，为3.3V。闻亭公司的仿真器采用FPGA技术，他里面设置了多种自适应功能，如口地址可自适应（象主板的免跳线功能一样）、电压自适应（可适应5V、3.3V、1.8V、1.5V、1V等）。

50. 仿真器用于仿闻亭公司的数字信号处理板可以，但一插到用户自己的板上却发现：不能复位，或复位后寄存器空间、CPU空间、MEM空间为红色不能存取，与不接目标板时症状一样，这是为什么？

是用户的系统有问题，请参见闻亭公司提供给大家的《TMS320C2XX高速数字信号处理器原理及应用》（北京闻亭公司编写）中?quot;DSP硬件设计"章节，其中原理图不失是一种好的借鉴。

51. C31EVM板如何与计算机串口、并口相连？

C31EVM 板用一片ST16C552芯片扩展出标准的：两个串口、一个并口。

52. 演示程序ZX206.out能不能装在F206最小系统板芯片内运行？

可以，一种方法是修改此程序，把所有程序都定位在片内4.5K SRAM内；另一种方法是把程序都烧到片内32KW Flash memory内运行。

53. 并口仿真系统调试界面进不去，出现I/O口错误是什么原因？

调试前已进行并口检测。
用户的系统坏了或仿真系统坏了。 54.并口仿真器自己做电源，+5v和地怎么接，接反了会不会把板子烧了？
接反了，会烧仿真器，请参考电源的定义去给仿真器供电（建议用户不这样做）。

55. TMS320VC5402PGE100和5V供电的外设（如A/D，EEPROM）相连，对VC5402的串口，数据口及其本身有无影响？如有能否采取什么措施？

不能将5V的外设与3.3V的DSP直接连接，二者中间可加总线开关如QS32X2245。选择外设时要与VC5402相匹配，否则会烧坏芯片。

56. 利用看门狗检测C5402的电压，让C5402复位的延时为多少？

看门狗有一个延时,一般为200ms。

57. C5402仿真器的DS、IS、IOSTRB、MOSTRB、READY管脚都接了上拉电阻，不使用它们时，能否悬空？
不能悬空，不用时输入引脚要有明确的值，一般需拉高。

软件设计及调试阶段

58. 两种不同版本的EMU320C5X区别是什么？

EMU320C5X系列可用在两种不同的5X DSP芯片。701000使用C51DSP，C50是5X系列早期芯片，C51除了片内减少了一些特征外，其他均一样。C50版本EVM比C51价格低。DSP要插在EVM板上。

59. F206芯片内寄存器PMST、GREG等如何访问？

用程序中的指令访问，未脱机状态下可以通过仿真器的初使化文件Emuinit.cmd来设置。

60. rts2xx.lib中的boot、exit的代码是怎样的？

rts2xx.lib是一个目标码的库，不含原码，它含所有的.h库。

61. 闻亭公司TDS-TMS320系列DSP仿真系统的基本软件构成：
汇编语言编译软件：DSPA.EXE 连接软件：DSPLNK.EXE 调试软件：EMU.BAT 说明： EMU.BAT事实上是先使用EMURST.EXE进行系统复位，然后再运行EMU2XXW.EXE进入调试环境。

62 用汇编编完程序是什么文件，怎样变成可执行文件？

请仔细看《汇编工具》一书，用CL30、 ASM30、 LNK30命令来实现。

63. 汇编连接器的基本用法

目前，本系统采用的是TI公司的汇编、连接软件。其基本用法如下，详细说明请仔细阅读系统所附手册《TMS320C2XX Assembly Tools》。
·
汇编
相应执行文件为DSPA.EXE，
其基本指令格式如下： DSPA 源文件名 -V 2XX -L 列表文件名 -O 目标文件名
其中各参数意义如下：
源文件名：
要编译的源文件名，其后缀缺省值为ASM。 -v 2xx 表明要编译的目标文件用于TMS320C2XX芯片。由于TMS320C2XX的指令系统与TMS320C5X、TMS320C25向上兼容，故只需正确设置-v之后的参数，重新编译，就能将以前用于TMS320C5X的汇编程序程序改为TMS320C2XX的程序。 -l 列表文件名
表明要生成一个列表文件名。缺省后缀名为LST。 -o 文件名
指明要生成的目标文件名，缺省后缀名为OBJ。
以下是一个典型的例子： dspa source -v2xx -o object -l list 以上语句将source.asm编译成为object.obj，并生成一个名为list.lst的列表文件
·
连接
相应执行文件为系统所带的TI公司的连接程序dsplnk.exe。
常用指令格式如下： DSPLNK OBJ文件名 CMD文件名 -o OUT文件名 -m MAP文件名
参数含义如下： OBJ文件名：
表明要连接的后缀为OBJ的文件，可以是多个。 CMD文件名：
表明要连接的后缀为CMD文件名。CMD文件主要用于描述系统存储器配置及映射情况 -o OUT文件名
表明要生成的后缀为OUT的文件名。OUT文件为执行文件。 -m MAP文件名
表明要生成的后缀为MAP的文件名。生成MAP文件有助于调试程序。

64. 当计算机内有网卡或声卡时，有可能会与DSP仿真器发生端口冲突，如何解决？

开发器缺省占用PC机240-25F的I/O地址，如果您的PC机上此资源已被占用，您可以选择240，280，320，340之一作为端口。加入参数的方式如下： EMURST -P 端口号
（复位程序） EMU2XXW（或EMU2XX） -P 端口号 (调试环境） PRG2XX -P 端口号
（FLASH烧写程序）
请自行修改EMU.BAT，BP32K.BAT, BP16K.BAT中的执行文件名。
1). TMS320F2XX的FLASH烧写软件及使用方法： F206：BCEP.BAT F240：F240\BCEP.BAT 基本使用办法如下（详细的使用办法请参见相应目录中的README.PDF）
运行EMURST.EXE, 该程序使DSP复位。
运行BC0.BAT, 该程序置前16K字的FLASH MEMORY为0 运行BC1.BAT(仅对F206)，该程序置后16K字的FLASH MEMROY为0 运行BE0.BAT，该程序使前16K字的FLASH MEMORY为1 运行BE1.BAT（仅对F206），该程序置后16K字的FLASH MEMROY为
运行BP32K.BAT(对F206) 或者直接运行BCEP.BAT。
2) 我如何烧写自己的程序？
编辑BP32K.BAT（或BP16K.BAT)，可以看到里面有两个后缀为OUT的文件名，修改较后面的一个文件名缺省为132K.OUT）为您希望烧写的文件（包含正确的路径名），然后存盘，运行即可。
或者编辑BCEP.BAT, 并修改其最后一行的DEMO.OUT为您要烧写的程序，然后存盘，运行即可。 65. 为什么我运行批处理文件时，总是得到FILE OPEN ERROR的错误信息？
编辑您运行的批处理文件，您可以看到一个后缀为OUT的文件名，请查看相应目录，确保该目录下有相应的OUT文件。

系统联调阶段

66. C31片内只有2K RAM，如何装下大程序？

程序超过2K时只能在DSP片另扩展SRAM，把程序定位在片外的存储空间内。

67. 应用中有没有规定数据可以存在400000H和809800H，而程序只能存在809800H？

C3X的地址映射是由用户来安排的，程序和数据的存放地址没有限。

68. C31EVM板上的口地址是怎样的？

见C31EVM的说明书，口地址为：
串口1：100000H（INT1）、
串口2：200000H（INT2）、并口：300000H

69. 仿真器仿TMS320F206PZ时当DSP工作于40M时为什么不正常？

倍频方式只能在DSP的能力范围内用，不能将20M的芯片随便当40M用。

70. TMS320C31EVM板如何应用？怎样调试应用程序和脱机运行程序？

编写算法程序（C程序或汇编程序），及定位程序（.CMD程序）（请参见EVM板提供的例子程序，如TESTP.ASM及TESTP.CMD）；程序进行编译和连接，生成可执行文件；用C Source Debugger，用仿真器进行在线调试；脱机运行。注意：调试阶段不需要烧FLASH memory（29010），脱机时才要按说明书上的步骤去烧，并执行BOOT LOAD 过程。

欢迎光临工大在线 (http://ruolanmy.hk1.ifreeurl.com/)