Сигнальные микропроцессоры и их применение в системах телекоммуникаций и электроники (В.С. Сперанский, 2008). Сигнальные микропроцессоры и их применение в системах телекоммун. УМссэ дгбо Jdjcov p f f f
 Скачать 14.91 Mb.
|
|
146 Приложения ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Платформа EZ-Kit Lite Платформа EZ-Kit Lite входит в состав комплекта пользователя, содержащего также программное обеспечение, кабель RS232 и источник питания. Комплект пользователя предназначен для изучения семейства процессоров ADSP21xx и создания оригинальных программ реализации устройств ЦОС. Плата разработана для демонстрации возможностей сигнального процессора ADSP-2181 и может быть использована как платформа для разработки новых приложений ADSP-2181. На плате собраны (см. рисунок процессор, память EPROM, аналого-цифровой интерфейс AD1847 CODEC, служебные схемы и разъемы. Платформа EZ-Kit Lite Доступ к памяти EPROM осуществляется через порт прямого побайтового доступа (порт В DMA). Аналого-цифровой интерфейс AD1847 CODEC подключен к последовательному порту SPORTO процессора, но при необходимости он может быть использован и 147 Сигнальные микропроцессоры для других целей. Отключение аналого-цифрового интерфейса производится путем установки низкого уровня сигнала CODECDIS, сигнал этот доступен на разърме РЗ. Последовательный порт SPORT 1 обеспечивает связь процессора с персональным компьютером) через интерфейс RS-232 (СОМ-порт). Порт работает в альтернативном режиме как приемник сигналов FI и IRQ1 и источник сигнала FO. Сигналы последовательных портов связи согласуются с помощью установленной на плате микросхемы ADM232AAR. Вход данных, передаваемых в компьютер, этой микросхемы подключен к выводу FO SPORT 1, а выход данных с компьютера соединен с выводами FI и IRQ1 SPORT 1. Вход IRQ1 используется в качестве детектора стартового бита принимаемого последовательного кода. Протокол обмена RS-232 эмулируется программно процессором ADSP-2181. Команды управления Программа EZ Kit Lite Host Program используется для показа демонстрационных программа также для загрузки памяти программ и данных программ пользователя и их выполнения. Сводка команд Имеются следующие программы. Download DSP program & Go загружает программу пользователя и начинает ее выполнение Download DSP program загружает программу пользователя Go начинает выполнение с указанного адреса Upload data memory осуществляет запись содержимого памяти данных в файл Upload program memory осуществляет запись содержимого памяти программ в файл Download data memory загружает содержимое файла в память данных, начиная сданного адреса Download program memory загружает содержимое файла в память программы, начиная сданного адреса About указывает, установлена ли последовательная связь с платой. Все команды доступны через главное Меню и его элементы. Обратите внимание, что дополнением к стандартным элементам Главного Меню типа Файла и Справки служат несколько оп Приложения ций, связанных с EZ-KIT Lite. Все опции Меню описаны подробно в следующих разделах. Справка (еще один элемент главного меню. Меню File Exit - выход из EZ-KIT Host Program. Меню View. Меню View имеет дело с инструментальной панелью и строкой состояния. Инструментальная панель Выбором этой опции осуществляют вставку и удаление панели инструментов. Панель инструментов - серая полоса, находящаяся ниже полосы меню, с несколькими маленькими квадратными кнопками слева. Эти кнопки обеспечивают быстрый доступ к командам главного меню. Download user program & Go Это - первая кнопка из левого с символом открытой папки. Этой кнопкой выбирают соответствующий пункт изменю. Происходит загрузка программ пользователем и их выполнение. Выберите файл с расширением .ЕХЕ, исполняемый ADSP-2181. About EzkitApp Это - вторая кнопка слева, ею выбирают соответствующий пункт изменю. Полезная часть этого окна - последняя строка. Если Host Program способна связаться с программой монитора EZ-KIT, на последней строке будет написано 'EZ-KIT monitir is alive and well'. Иначе 'EZ-KIT monitor is not running; try reset'. Вы можете нажать на кнопку сброса в EZ-KIT Lite плате, чтобы повторно запустить программу монитора. Download program memory Это - третья кнопка слева с символом Р и вниз указывающей стрелкой. Этой кнопкой выбирают соответствующей пункт изменю. Память программы из файла PCI загружается в память DSP, начиная с определенного адреса. Для выполнения программы нужно выбрать команду платы «GO» (см. соответствующий пункт вменю Сигнальные микропроцессоры Download data memory Это - четвертая кнопка слева с символом «D» и вниз указывающей стрелкой. Этой кнопкой выбирают соответствующий пункт изменю. Происходит загрузка памяти данных из файла в память DSP, начиная с определенного адреса. Для выполнения программы нужно выбрать команду «GO» (см. соответствующий пункт вменю Это - пятая кнопка с символом Р и стрелкой, указывающей вверх. Этой кнопкой выбирают соответствующий пункт изменю. Этим осуществляется запись памяти программ DSP в файл. Вы указываете начальный адрес и число ячеек памяти данных, которые будут записаны (см. соответствующий пункт меню «Loading» ). Upload data memory Это - шестая кнопка с символом «d» и стрелкой, указывающей вверх. Этой кнопкой выбирают соответствующий пункт изменю. Этим осуществляется запись данных DSP в файл. Вы указываете начальный адрес и число данных, которые будут записаны (см. соответствующий пункт меню «Loading»). Строка состояния Выбором этой кнопки осуществляют вставку и удаление строки состояния основного окна. Когда строка состояния присутствует, в ней дано более детализированное описание выбранного пункта меню. Меню Demo Из опции меню выбирают одну из доступных демонстрационных программ для выполнения на EZ-KIT Lite. DTMF - формирователь двухтонового многочастотного сигнала. Эта демонстрационная программа генерирует двухтоновый сигнал (DTMF), который используется в телефонной сети для передачи сигнала. Сигнал DTMF составлен из двух одиночных тонов частоты. Полная реализация DTMF стандартного генератора тонов может генерировать 16 различных сигналов (только 12, обычно используются на телефонных трубках США. 150 Приложения В процессе получения DTMF тона, EZ-KIT генерирует два си- п\ГГ*Г\1Л TTQ TT4JT.TY V Г\П п Ж ЯСк ГЧТТ'ГС» СЛЛЛГ\\Г(*Т ТА ПЛ/Л ЛЪЛ ТЯГ\\/Г>Т T/TY ТТЯ ТТРР Т?Т,Т- XI j WIX^UVlUlll/A/X IVVJIVWUllIl/I, 1UWVLL1 J. WWHJ^J V I JX V jl 1U1UX1|/j W i WX водит результаты на ЦАП для преобразования в аналоговый сигнал. При запуске этой программы, EZ-KIT генерирует тон набора кода и передает его в выходной громкоговоритель. Возможны следующие параметры. Generate dial tone Этот параметр может быть выбран нажатием соответствующей кнопки или печатью символа. Генерируется стандартный сигнал набора, являющийся суммой непрерывных синусоидальных колебаний Этот параметр может быть выбран нажатием соответствующей кнопки или печатью символа. Номер телефона программируется в демонстрационной программе. Выбирайте этот параметр, чтобы генерировать номер телефона. Close Эта операция завершает программу и восстанавливает программу монитора перед возвратом пользователя вменю. Она позволяет выбрать новую программу. Filtering - программа реализации рекурсивного символа. Выберите параметры программы, демонстрирующей фильтр. Эта программа показывает эффективность 4 полосовых фильтров по сравнению с сигналом на входе микрофона или сгенерированно- го шумового источника. Выберите вид программы, демонстрирующий фильтр. Эта программа показывает эффект влияния 4 полосовых фильтров по сравнению с сигналом на входе микрофона или сгенерированного шумового источника. АЦП AD1847 оцифровывает сигнал микрофона и передает данные на последовательный порт DSP. DSP считывает данные с последовательного порта и повторно передает их обратно на ЦАП. ЦАП преобразовывает данные в аналоговый сигнал, который подается в громкоговоритель. Над данными никакая цифровая обработка не выполняется. Когда Выговорите в микрофон, то должны слышать свой голос в громкоговорителе. 151 Сигнальные микропроцессоры Верхние кнопки строки используются для ввода голоса из микрофона. Фильтры являются полосовыми и их АЧХ равномерно располагаются на логарифмической оси частоты. Все фильтры - го порядка и имеют неравномерность АЧХ 0,1. Фильтр Нижняя граница Полоса пропускания Верхняя граница FIR1 0-269 Hz 328-448 Hz 547-4000 Hz FIR2 0-426 Hz 521-710 Hz 866-4000 Hz FIR3 0-675 Hz 825-1125 Hz 1375-4000 Hz FIR4 0-1070 Hz 1308-1783 Hz 2179-4000 Hz Close Эта операция завершает программу EZ-KIT демонстрации реализации фильтра и позволяет выбрать новую программу. Echo Cancellation - подавление эхо сигналов. Эта программа моделирует эхо и демонстрирует реализацию алгоритма его подавления. АЦП AD1847 оцифровывает сигнал аналогового источника и передает данные в последовательный порт DSP. DSP формирует эхо сигнал, суммируя вводимый сигнал с сигналом моделируемого эхо канала. Эхо канал состоит из фильтра, формирующего задержку, и адаптивного FIR фильтра с 16 отводами. Обработанный сигнал посылается в ЦАП для восстановления. Первоначально программа выводит сигнал без ЭХО. Next При нажатии этой кнопки, по программе вводится эхо-сигнал. Дальнейшее нажатие кнопки изменит характеристику подавляющего фильтра. Close Эта операция завершает программу и восстанавливает программу перед возвратом пользователя к меню. Она позволяет выбрать новую программу. ADPCM (адаптивный дифференциальный импульсно-кодовый модулятор) ADPCM состоит из ряда алгоритмов сжатия речи действующих в реальном времени. Каждый период получения выборки, линейный прогнозирующий фильтр генерирует предсказанную выборку. 152 Приложения Разность между предсказанной выборкой и ее фактическим значением посылается в канал связи. Гак как динамический диапазон дифференциальной ошибки значительно ниже чему речевого сигнала, то этим достигается более низкая разрядность передаваемого сообщения. ADPCM coding Эта опция допускает ADPCM (кодирование / декодирование. Каждая цифровая выборка сигнала микрофона из АЦП сначала кодируется, затем декодируется с использованием ADPCM. После того, как она декодируется, выборка следует обратно в ЦАП для восстановления. Красный LED светит, когда кодирование ADPCM включено. Straight through При этой опции кодирования не происходит. Цифровые выборки сигнала микрофона следуют непосредственно в ЦАП для восстановления Эта операция завершает программу и восстанавливает программу монитора перед возвратом пользователя к меню. Она позволяет выбрать новую программу. К LPC (линейный кодер речи с предсказанием) Эта программа моделирует К LPC.- Interrupt button on EZ-KIT Lite Нажмите на кнопку Interrupt button on EZ-KIT Lite для переключения режима работы речи без кодирования и с К LPC. Красный LED светит, когда происходит кодирование LPC происходит в действительности. Close Эта операция завершает программу и восстанавливает программу монитора перед возвратом к меню. Она позволяет выбрать новую программу. 153 Сигнальные микропроцессоры ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Симулятор процессора SIM 2181 Симулятор процессора ADSP 21** предназначен для моделирования процессора (в нереальном времени) на ПЭВМ. Симулятор представляет собой программное обеспечение, ориентированное на работу в диалоговом режиме с помощью окон дисплея ПЭВМ и моделирования выполнения инструкций ADSP 21** и отладки программ пользователя. Конфигурация симулятора соответствует архитектуре системы потребителя. Симулятор обеспечивает следующие функции моделирование на уровне инструкций загрузки и указание команд симуляцию портов с использованием файла управления данными симуляцию внутренних и внешних прерываний • ассемблирование и дисассемблирование инструкций ADSP 21**; выполнение условий прерываний показ содержимого регистров процессора и взаимодействия их содержимого. Описание работы симулятора SIM2181 для ЦСП ADSP2181 фирмы Analog Devices Все команды, которые будут рассматриваться в дальнейшем, должны быть напечатаны в командной строке с учетом указания адреса (С >) если работа идет в основном меню компьютера. В большинстве случаев, когда запускается симулятор из рабочего каталога, в котором находится сам симулятор, этого делать нет необходимости. На первом шаге в разработке системы DSP нужно определить какие возможности системы необходимы. Эти возможности будут зависеть от типов реализуемых алгоритмов, типов используемых сигналов и типов устройств ввода-вывода, которые должны быть соединены с процессором DSP. Оценка необходимого размера для памяти данных и памяти программы основана на количестве получаемых вводом - выводом данных и количеством выполняемой обработки. Оцененный размер Системные требования 154 Приложения программы, созданной, учитывая используемые алгоритмы, также определяет память обязательной программы. Например, можно строить систему обработки речевых сигналов, при этом выбирают соответствующий алгоритм, типа LPC, для сжатия речи. Этот алгоритм требует некоторого количества хранения данных которое определено алгоритмом и некоторое количество памяти (хранения) команды программы определенное количеством кода, необходимого для создания алгоритма. Конечно, этого мало для реализации алгоритма, это лишь необходимые условия - только приближенные. Для этого необходимо 4 Кбайт памяти данных и 1 Кбайт память программы. Внутренняя память достаточно большая. Можно использовать аналого- цифровой ввод - вывод для аналогового сигнала. При этом регистр нужно подключить к аудио кодер-декодер с последовательным портом. Чтобы процессор DSP был квалифицированными не отставал от скорости выборки данных, приходящих вот ввода - вывода 33 МГц для ADSP-2181 больше чем достаточная скорость. Описание файла архитектуры Система должна быть описана в файле описания архитектуры. Система ADSP-2181 уже определена, этот шаг был уже сделан за Вас. Файл назвали ADSP2181.ACH (файл, произведенный системным составителем программы) включен в EZ-KIT Lite программное обеспечение. Текстовый файл содержит показанное ниже описание архитектуры типичной системы ADSP-2181 и используется как ввод(вход) для системного составителя программы. .system demo; .adsp2181; .mmapO; .seg/pm/ram/abs=0/code/data int_pm_lo[8192]; ,seg/pm/ram/abs=8192/code/data int_pm_hi[8192]; .seg/dm/ram/abs=0/data int_dm_lo[8192]; .seg/dm/ram/abs=8192/data int_dm_hi[8160]; .endsys; Первые три строки файла определяют название системы как демонстрационная версия использование ADSP-2181 сего программируемым ПЗУ загружают допускаемый полнометражный фильм (ММАР). 155 Сигнальные микропроцессоры Этот текстовый файл (.SYS файл) используется как ввод/вывод системного составителя программы, чтобы создать файл АСН. Противоречия флага между программным обеспечением и использованием аппаратных средств. Файл архитектуры, названый ADSP2181 АСН, снабжен программным обеспечением системы EZ-КГГ Lite. Эта система содержит составителя программы также как номер из дополнительных программных средств и библиотек. Запуск симулятора Симулятор реализует код в виртуальной среде, что позволяет проверить программное обеспечение без подключения фактической системы аппаратных средств. Процесс моделирования используется для реализации программной работы прежде, чем это выполнено на аппаратных средствах. Симулятор полностью эмитирует работу ADSP2181 и не нуждается в подключении отладочной платы с ADSP2181. Запуск симулятора производится под управлением операционной системы MS-DOS и при помощи операционной оболочки типа Norton Commander (запуск симулятора подоболочкой З.хх может привести к зависанию системы) с минимальной конфигурацией компьютера 386SX/DX сне менее чем 4 Мбайт ОЗУ. Перед запуском симулятора необходимо войти в директорию, где находится симулятор SIM2181 (название запускающего файла SIM2181.EXE) и убедиться в наличии в той же директории файлов EZKIT_LT.ACH или ADSP2181.ACH (эти файлы описывают архитектурное строение процессора ADSP2181). Если отсутствует ка- кой-то из перечисленных файлов, то необходимо скопировать данный файл из другого каталога. Для запуска программы необходимо в командной строке набрать SIM2181.EXE - A ADSP2181.ACH - Е < имя запускаемой программы например echo.exe ) К примеру sim2181.exe -a adsp2181.ach -е echo.exe и далее нажать ввод. Если симулятор не запустился, то необходимо проверить правильность написания текста в командной строке и правильность названия файла находящегося в директории. 156 Приложения Содержимое главного меню симулятора SIM2181 [File Register Memory Stacks Command Execution Display Misc Exit Главное меню симулятора SIM2181 После того как симулятор запустился, на время появится рамка с логотипами Analog Devices ADSP2181 Simulator. Когда она пропадет появится командное меню, которое необходимо закрыть нажатием клавиши Esc. Далее в окне появится главное меню симулятора SIM2181 шапка заголовков оболочки симулятора.). Рассмотрим более детально некоторые из них. На рисунке показан пример открытия окон (окна в симуляторе открываются нажатием клавиши Enter и закрываются нажатием клавиши Esc). Меню File Load Executable File - загрузить исполнимый файл (пользовательская программа. Этим меню необходимо воспользоваться в том случае, если запуск симулятора производился без подачи в коммандной строке имени исполнимой программы те. вот так sim2181.exe -a ADSP2181.ACH Load Window File - загрузить файл состояния открытых окон. Эта опция может пригодиться для того, чтобы при каждом последующем запуске симулятора не приходилось заново открывать необходимые окна. Эту опцию разумно применять лишь в том случае, когда совместно с ней используется следующая опция. Save Window File - сохранить в файле положение окон на экране. Display File - показать содержимое файла. File Load Executable File load Window File S a v e Window File Display File Playback keystroke File Start Keystroke Recording S t o p Keystroke Recording Operating S y s t e m Shell Shell an O S C o m m a n d S P O R T Files 157 Сигнальные микропроцессоры Playback keystroke File - воспроизвести последнее нажатие клавиши сохр. в файле. Start Keystroke Recording - запустить последнее нажатие клавиши сохраненного файла. Stop Keystroke Recording - остановить запуск последнего нажатия клавиши сохраненного файла. Operating System Shell - временно выйти в DOS. Shell an OS Command - выполнить команду DOS. SPORT Files - задать соответствие между файлами на диске и входными/выходными потоками данных последовательного порта. Меню Register Опция Computational позволяет показать содержимое основных активных регистров процессора АХ, АХО, AR и т.д.] ( показывает регистры вычислителя ). Alternate Computational показывает на экране содержимое дополнительных наборов регистров процессора (это резерв основных регистров. Опция DAGS позволяет отобразить на экране содержимое генераторов адресов процессора (устройства формирователя адреса. |