TMS320C2XX及其在宽带恒定束宽波束形成器中的应用

2006-05-07 15:50:03来源: 电子技术应用


    TMS320C2XX的特点之二是片内资源更加丰富。这个系列有四个产品,为了满足不同应用的需求,其片内资源也有所不同。表1列出了这四种产品片内主要资源情况及其与TMS320C25的比较。

    TMS320C2XX的特点之三就是片内具有逻辑扫描电路,该电路与IEEE标准1149.1兼容,并通过八个专门引脚与外部14引脚的JTAG接口相连。通过JTAG接口可完成以下工作:(1)可对芯片引脚进行测试;(2)可对外部Data空间及I/O空间进行检测;(3)可对芯片内部Flash Memory进行编程;(4)可对片内片外RAM加载数据;(5)可进行在线运行仿真。以上特点给硬件的调试及软件的开发带来很大便利。
TMS320C2XX共有85条指令,不仅涵盖了TMS320C25的133条指令的全部功能,且指令的功能得到了增强,内容也有所增加。

表1 TMS320C2XX片内主要资源列表

项目   TMS320 C203 C204 F206 C209 C25
ROM(w) - 4K - 4K -
Flash Memory(w) - - 32K - -
Data Memory(w) 288 288 288 288 288
D/P Memory(w) 256 256 256 256 2556
SARAM(w) - - 4K 4K -
同步串口 一个 一个 一个 一个
异步串口 一个 一个 一个
通用I/O 4 位 4位 4位 4位
等待状态发生器 一个 一个 一个 一个
逻辑扫描电路


    这里需要编辑的文件有两种:一是应用系统需要的源文件(*.ASM);二是对源代码进行定位的命令文件(*.CMD),在编写源程序文件时要区别符号的大小写。

    由汇编器将汇编源程序汇编生成的OBJ文件是通用的目标文件格式(即COFF文件),有关说明请参考《TMS320 FIXED - POINT DSP ASSEMBLY LANGUAGE TOOLS USERS GUIDE》一书的第二章。

    程序的连接是用DSPLNK连接器将COFF目标文件(一个或多个)连接起来,以产生可执行的输出文件。连接时DSPLNK调用命令文件(*.CMD)对目标文件进行定位。常用的连接格式为:

    DSPLNK DEM01 DEM02 DEMO.CMD -0 DEMO.OUT -M DEMO.MAP,

    其中输入文件为:DEM01.OBJDEM02.OBJ,命令文件为DEMO.CMD,输出文件为DEMO.OUT,映射文件为DEMO.MAP。

    软件调试器是将输出文件*.OUT调入调试环境进行仿真运行以进行调试。该调试界面友好,易学易用。具体调试步骤,请参阅参考文献[2]。

    将用户的目标码用于目标系统有三种方式,一是将目标码定制到片内的ROM中(如C204和C209);二是将目标码编程到片内Flash Memory中(如F206);三是将目标码固化到EPROM中(如C203)。

    若要将目标码烧写到EPROM中,首先要编一个格式转换文件:Boot.CMD,其次运行DSPHEX Boot CMD将*.OUT文件转换成*.bin文件,然后用编程器编程烧写到EPROM即可。

    TMS320F206片内32Kw的高速Flash Memory是很好的片内资源,可通过JTAG接口将输出文件*.OUT烧写到片内Flash Memory中,同时通过JTAG接口可在线运行,调试非常方便。对片内Flash Memory编程时,可编一个批处理文件*.BAT,在DOS或WIN98环境下运行,也可直接借助厂商提供的软件对Flash Memory进行编程。

3 TMS320C2XX的应用

    现以TMS320C2XX中的TMS320F206应用于宽带声纳的恒定束宽波束形成器为例进行介绍。一般来说,声纳波束宽度与频率有关。为了在宽带信号中得到恒定束宽的波束,我们用不同的系数对不同频段的数据进行修正。这样,对于16个阵元的线列阵要实时得到16个恒定束宽的波束,共需256个“延时-加权-求和”网络,其总处理能力应大于每秒十七亿次乘加运算及相应的数据访问。为此我们用八片英国INMOS公司生产的IMSA100与八片TMS320F206构成一个处理阵列,由TMSA100完成延时修正,用TMS320F206完成相位补偿及加权求和。

3.1 电路设计

    在进行电路设计时用一片IMSA100与一片TMS320F206加上必要的外围电路构成一个逻辑模块。由于TMS320F206片内含有32Kw的Flash Memroy可以存放程序代码、系数和参数,加之4K片内DARAM、通用I/O口等资源使电路大为简化。为了充分利用器件的处理能力以及满足系统实时处理的要求,我们以乒乓方式设计了数据缓存区。该电路模块组成框图如图3所示。

    在制作印制电路板时,由于单元模块电路简便,我们将两个波束处理模块做在一块电路板上,八个模块共用四块波束处理板。波束形成器的管理和控制、与前后级的通讯及数据的格式化等由两片TMS320F206来完成。整个系统共由五块电路板组成,包含十片TM320F206、八片IMSA100及相应的外围器件。整个系统速度快、功能强、可扩展、易调试。最高处理速度可达每秒29亿次乘加运算。

3.2 软件设计

    本系统共用了十片TMS320F206。由于采用了模块化设计,使其中八个波束处理模块中的八片TMS320F206工作过程基本一样,只是系数与参数不同。这样,软件的设计、调试任务大大减轻,而且每片TMS320F206的软件设计也采用了模块化设计,并编辑了相应的命令文件,最后将汇编、连接、编程编成一个批处理文件,可在DOS或WIN98环境下借助于JTAG接口,对软件进行在线仿真运行,软件的调试修改、参数调整及系数的修正均可在线进行,从而大大缩短了开发周期。另外两片TMS320F206,一片用于波束形成器的控制与管理,另一片用于数据的格式化及与前后级的数据交换与通讯。

    由于TMS320F206高的性价比及好的开发环境,使该系统具有速度高、可扩展、易调度、便修正等特点。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/dsp/200605/2822.html
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