基于ADSP21062信號(hào)處理板的一種簡(jiǎn)易測(cè)試方法

ADSP2106x SHARC是一個(gè)適用于語(yǔ)音、通信和圖像處理的高速32位數(shù)字信號(hào)處理器。該芯片是基于ADSP21000系列DSP芯片發(fā)展起來(lái)的一個(gè)完整的單片系統(tǒng)，增加了一個(gè)雙口片內(nèi)SRAM，并集成了I/O設(shè)備。借助它的片內(nèi)指令緩存，處理器可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行每一個(gè)指令。ADSP2106x SHARC體現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)處理器的一個(gè)新的集成標(biāo)準(zhǔn)，它把一個(gè)高速運(yùn)行的浮點(diǎn)DSP主處理器與集成的片內(nèi)部件結(jié)合在一起，包括一個(gè)主機(jī)接口、DMA控制器、串口和連接口。由于它處理速度快、便于DSP多處理系統(tǒng)的連接和通信，目前已在更多的領(lǐng)域獲得了開(kāi)發(fā)和應(yīng)用 1 。但如何對(duì)基于ADSP2106x的處理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試是人們?cè)趹?yīng)用該芯片時(shí)必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本文提出了一種簡(jiǎn)單易行的測(cè)試方法，并在基于ADSP21062的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)調(diào)試中獲得了成功，驗(yàn)證了該方法的可行性。

1 雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

我們應(yīng)用ADSP21062處理器設(shè)計(jì)了一個(gè)雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以獨(dú)立地進(jìn)行工作，也可通過(guò)Link口與其它DSP進(jìn)行通信。ADSP21062利用JTAG接口與EZ-ICE仿真器連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的仿真和測(cè)試。系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

EZ-ICE仿真器應(yīng)用IEEE1149.1 JTAG測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)視和控制目標(biāo)板處理器的工作。EZ-ICE仿真器的測(cè)試頭通過(guò)一個(gè)14針的連接頭與目標(biāo)板處理器的CLKIN (可選)、TMS、TCK、TRST、TDI、TDO、和GND信號(hào)相連。在電路板上設(shè)計(jì)了一個(gè)14針的接口，其信號(hào)的接口如圖2所示。

2 電路的測(cè)試

電路測(cè)試主要應(yīng)用EZ-ICE仿真器。該仿真器插在PC機(jī)的ISA槽中，通過(guò)JTAG口與ADSP21062處理系統(tǒng)相連，可在PC機(jī)的顯示器上利用Emulator控制界面對(duì)DSP系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。ADSP2106x提供了模擬(Simulator)和仿真(Emulator)兩套軟件，它們的界面完全相同，只是一個(gè)不需要硬件，一個(gè)需要硬件。測(cè)試程序可先由Assembler匯編器匯編，再經(jīng)Simulator模擬通過(guò)。最后在Emulator界面控制下可以裝入由匯編生成的可執(zhí)行文件(.EXE文件)和匯編的結(jié)構(gòu)文件(.ACH文件)，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的測(cè)試和仿真。

2.1 硬件測(cè)試的基本操作

對(duì)硬件測(cè)試時(shí)，先對(duì)存儲(chǔ)器的內(nèi)部控制、狀態(tài)寄存器和存儲(chǔ)器做簡(jiǎn)單的操作，確定EZ-ICE仿真器與處理器的通信正常。

對(duì)寄存器的操作一般有兩種：位操作和字操作 2~3 。

(1)位操作：寄存器的位操作主要用于BIT SET，BIT CLR。

例如：BIT SET MODE2 0x00000001
BIT CLR MODE2 0x00000001。

以上操作將MODE2的第一位置位或清除，而不影響到其它位。

(2)字操作：寄存器的字操作用DM()尋址指令。

例如：R0=0x00000001；
DM(SYSCON)=R0。

以上操作將SYSCON的第一位置位，其它位清除。

對(duì)存儲(chǔ)器的操作采用DM()指令尋扯，在指令中加入立即數(shù)、寄存器Rx(內(nèi)容為尋址值)、基址(Ix)和變址(Mx)可實(shí)現(xiàn)直接尋址、間接尋址和變址尋址。

例如：R0=0x23；
DM(0x00030000 =R0。
以上操作將0x23放入0x00030000的地址內(nèi)。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試

設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)FLAG位的四個(gè)指示燈的操作，讓其交替地閃爍，來(lái)檢驗(yàn)ADSP21062處理器是否能夠正常運(yùn)行。程序采用中斷方式，利用定時(shí)器溢出時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)中斷TMZHI和TMZLI。一個(gè)中斷的服務(wù)程序設(shè)置FLAG0，1的指示燈亮，F(xiàn)LAG2 3的指示燈滅；另一個(gè)中斷服務(wù)程序設(shè)置情況相反。兩個(gè)服務(wù)程序交替執(zhí)行，交替的間隔由定時(shí)器的初值確定。程序流程圖見(jiàn)圖3。

由于處理器在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)MODE2寄存器被清除，使FLAG管腳作為輸入，處理器不能改變其狀態(tài)。所以主程序需對(duì)其初始化，使FLAG管腳作為輸出，然后才能在ASTAT寄存器中改變FLAG的狀態(tài)。同樣，對(duì)定時(shí)器也要進(jìn)行設(shè)置。

(1)定時(shí)器的設(shè)置：

BIT SET MODE1 0x1000；(開(kāi)放全局中斷)
BIT SET MODE2 0x20； (開(kāi)放定時(shí)器)
BIT SET IMASK 0x10； (開(kāi)放TMZHI中斷)

(2)FLAG位的設(shè)置：

BIT SET MODE2 0x78000； (設(shè)置為輸出)
BIT CLR ASTAT 0x180000； (FLAG0 1亮)
BIT SET ASTAT 0x600000； (FLAG2 3滅)

此程序可通過(guò)JTAG仿真測(cè)試，用通用編程器將此程序?qū)懭隕PROM，然后讓系統(tǒng)單獨(dú)工作，來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)能否正常引導(dǎo)和工作。上電后四個(gè)指示燈交替閃爍，經(jīng)驗(yàn)證系統(tǒng)順利地完成了引導(dǎo)，并且工作正常。

2.3 Link口測(cè)試

用傳輸線把處理器的兩個(gè)Link口連在一起，然后讓一個(gè)Link口發(fā)數(shù)據(jù)，另一個(gè)收數(shù)據(jù)，通過(guò)Emulator JTAG 采用單步執(zhí)行的方式對(duì)其測(cè)試，觀察發(fā)送和接收的過(guò)程。

(1)Link口傳輸速率的設(shè)置：

R0=0x00006000；
DM LCOM =R0； 2倍速率)

(2)LBUF的設(shè)置：

R0=0x0003fe8f；
DM LAR =R0 ；LBUF1給Link口1，LBUF2
給Link口2)

(3)開(kāi)放Link口：

R0=0x00000190；
DM LCTL =R0 ； Link口1發(fā)，Link口2收)

(4)傳輸操作：

R0=0x12345678；
DM LBUF1 =R0 ； Link口1發(fā)0x12345678)
R1=DM LBUF2 ； 取Link口2收到的數(shù)據(jù))

經(jīng)測(cè)試，Link口的工作正常。通過(guò)Emulator的Link口控制窗口可以看到：當(dāng)Link口設(shè)置完成，執(zhí)行DM(LBUF1)=R0指令時(shí)，可以看到Link口2緩沖區(qū)的狀態(tài)(通過(guò)LxSTAT寄存器)為有一個(gè)數(shù)據(jù)；當(dāng)執(zhí)行R1=DM(LBUF2)指令時(shí)，Link口2緩沖區(qū)的狀態(tài)為空，寄存器R1口的值為L(zhǎng)ink口1的緩沖區(qū)(LBUF1)的內(nèi)容。證明通過(guò)Link口1順利地把數(shù)傳給Link口2，通過(guò)Link口可以完成處理器之間的通信。

2.4 DSP算法的執(zhí)行時(shí)間

將一個(gè)用匯編編寫的DSP算法通過(guò)EZ-ICＥ仿真器放到系統(tǒng)中執(zhí)行，由Emulator提供的時(shí)鐘(指令)計(jì)數(shù)功能，可以知道算法在處理器中實(shí)際執(zhí)行的時(shí)間。在Emulator的計(jì)數(shù)窗口中有一個(gè)時(shí)鐘計(jì)數(shù)(Cycle Count)，它記錄程序從開(kāi)始執(zhí)行到停止所用時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)，用時(shí)鐘的個(gè)數(shù)(Cycle Count)乘以時(shí)鐘周期就可以得到執(zhí)行的總的時(shí)間。

針對(duì)ADSP2106x處理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究，本文提出的簡(jiǎn)單易行的測(cè)試方法既可判別DSP能否正常工作，又可測(cè)試多處理器互聯(lián)時(shí)通過(guò)Link口傳輸信息的有效性。所提的測(cè)試方法在我們研制的基于ADSP21062的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的調(diào)試中獲得了驗(yàn)證。