原创 DSP开发中值得注意的几个问题

DSP开发中值得注意的几个问题

■ 电子科技大学-德州仪器DSP技术培训中心 杨炼 管庆

引言 
DSP是数字信号处理或数字信号处理器的缩写，它的应用正随着数字化的飞速发展而日益广泛。但是如何很快地入门进行DSP开发，一直都是业界讨论的问题。本文将以德州仪器公司(TI)的DSP为例来介绍一些开发经验，以供大家参考。 

选择DSP的型号 
目前市场上的主要DSP生产商包括TI，ADI，Motorola，Lucent和Zilog等，其中TI占有最大市场份额。产品包括了从低端的低速度DSP到高端的大运算量的DSP产品。目前，广泛使用的TI DSP有三个系列：C2000、C5000、C6000(C3X也有使用)，其它型号都基本淘汰。需要提醒注意的是：在TI的DSP中，同一系列中不同型号的DSP都具有相同的DSP核，相同或兼容的汇编指令系统，其差别仅在于片内存储器的大小，外设资源(如定时器、串口、并口等)的多少；不同系列DSP的汇编指令系统不兼容，但汇编语言的语法非常相似。除了汇编语言外，TI还为每个系列都提供了优化的C/C++编译器，方便用户使用高级语言进行开发，效率可以达到手工汇编的90%甚至更高。 
在具体的开发中，根据所设计的系统要求和最终产品的成本估算，一般从以下几个方面去考虑选择什么型号的DSP芯片。 
DARAM。 

DSP设计中的基本技巧 
)可以同时使用FIFO为CY7C4225(1k×18)。 

多CPU的混合系统。MCU在控制、管理领域有不可替代的地位，因为它无论从成本，开发系统都很廉价和成熟。DSP在数字信号处理方面又是普通MCU，甚至通用CPU都无法比拟的。因此许多应用中采用MCU+DSP的结构，MCU负责管理，甚至运行嵌入式操作系统；而DSP仅仅负责快速的数据运算处SP的混合系统目前也很方便，有时采用多个低档的DSP并行比采用一片高档的DSP会大大降低系统的成本。如前锋公司的GSM手机综测仪采用3片VC5409并行处理，分别负责信道、基带和信令。 
多CPU的混合系统中使用RTOS。在DSP+MCU或多DSP的系统中，嵌入式操作系统，特别是实时嵌入式操作系统显得尤其重要。但实时操作系统不仅少，而且价格昂贵，但普通嵌入式操作系统很廉价，根据具体设计要求可以做不同的选择。目前也正在VC5471平台和C5000平台上尝试嵌入式操作系统 
电源管理。TI提供完整和详细的配套电源管理解决方案，这里不再赘述。常用电源管理芯片有TPS73HD318 TPS73HD325TPS7333等等。 
装入程序的实现方法。各个具体型号有所差别，但常用的方式不外乎HPI、16bit或8bit的并行EPROM，还有串口。在有MCU或PC做主控机的情况下一般都使用HPI方式。并行EPROM方式很方便，但需要注意代码的大小。串口加载可以用在多DSP的情况下进行。 

开发环境 
对于DSP工程师来说，除开必须了解和熟悉DSP本身的结构(包括软件指令系统和硬件结构)和技术指标外，大量的时间和精力是花费在熟悉和掌握其开发工具和环境上。因此，各DSP生产厂商以及许多第三方公司作了极大的努力，为DSP系统集成和硬软件的开发提供了大量有用的工具。下面重点讨论TI DSP的集成仿真环境CCS。 

CCS所包含功能有：(1)集成可视化代码编辑界面，可直接编写C、汇编、.H文件、.cmd文件等。(2)集成代码生成工具，包括汇编器、优化C编译器、连接器等等。(3)基本调试工具，如装入执行代码(.out文件)，查看寄存器窗口，存储器窗口，反汇编窗口，变量窗口等，支持C源代码级调试。(4)支持多DSP调试。(5)断点工具，包括硬件断点、数据空间读/写断点，条件断点(使用GEL编写表达式)等等。(6)探针工具(probe points)，可用于算法仿真，数据监视等。(7)剖析工具(profile points)，可用于评估代码执行的时钟数。(8)数据的图形显示工具，可绘制时域/频域波形、眼图、星座图、图像等，并可自动刷新(使用animate命令运行)。(9)提供GEL工具，令用户可以编写自己的控制面板/菜单，从而方便直观地修改变量，配置参数等。(10)支持实时数据交换(RTDX)技术，利用该技术可在不中断目标系统运行的情况下，实现DSP与其它应用程序(OLE)实现数据交换。(11)开放式的插入(plug-ins)技术，支持其它第三方的ActiveX插件，支持各种仿真器包括软仿真(只需安装相应的驱动程序)。(12)提供DSP/BIOS工具，利用该工具可增强对代码的实时分析能力，如分析代码执行的效率，调度程序执行的优先级，方便管理或使用系统资源(代码/数据占用空间，中断服务程序的调用，定时器使用等等)，从而减小开发人员对硬件资源熟悉程度的依赖性。 

结语 
以上讨论了DSP开发中会遇到的几个基本问题。当然，在实际操作中还会有很多其它的问题和相应的处理技巧，这里不可能都包括。希望通过此文能对大家的DSP开发有所帮助。■