【正文】 ................................................................................... 34 DSP 測試程序設(shè)計 ...................................................................................... 36 系統(tǒng)軟件代碼 ....................................................................................................... 37 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試及分析 ........................................................................................ 38 調(diào)試內(nèi)容 ............................................................................................................... 38 USB 通信調(diào)試 .............................................................................................. 38 SPI 通信調(diào)試 ................................................................................................ 38 自舉調(diào)試 ...................................................................................................... 39 調(diào)試方案 ............................................................................................................... 39 USB 通信調(diào)試方案 ................................................................................... 40 自舉系統(tǒng)調(diào)試方案 .................................................................................. 40 西安工程大學本科畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） SPI 系統(tǒng)調(diào)試方案 .................................................................................... 42 調(diào)試結(jié)果 ............................................................................................................... 43 USB 通信調(diào)試結(jié)果 ...................................................................................... 43 自舉系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果 ...................................................................................... 45 通信系 統(tǒng)調(diào)試結(jié)果 ................................................................................. 46 結(jié)果分析 ................................................................................................................ 47 第 5 章 結(jié)論與展望 ................................................................................................ 50 結(jié)論 ....................................................................................................................... 50 展望 ....................................................................................................................... 50 參考文獻 ...................................................................................................................... 52 致 謝 ............................................................................................................................ 54 附錄Ⅰ DSP 最小系統(tǒng)原理圖 .................................................................................... 55 附錄Ⅱ 單片機系統(tǒng)原理圖 ........................................................................................ 56 附錄Ⅲ 軟件程序代碼 ............................................................................................ 57 西安工程大學本科畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 1 前 言 數(shù)字信號處理器 （ Digital Signal Processor, DSP)， 是 20世紀 80年代 美國 TI公司 推出的 劃時代產(chǎn)品。 近 30年來 DSP芯片的誕生及發(fā)展對數(shù)字信號處理、軍事、通訊、聲音圖像處理、工業(yè)控制、儀器儀表、消費電子、醫(yī)學 等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展起到十分重要的作用。 TMS320VC54系列數(shù)字信號處理器由于運算速度快、成本低、體積小、可靠性高、 接口靈活 和可編程特性 的特點，使得 其 在許多電子產(chǎn)品的研發(fā)與應用 過程 中，發(fā)揮著越來越重要的作用。采用 DSP芯片來 經(jīng)行 數(shù)字信號處理更是當前發(fā)展 的必然 趨勢。 對于一個 DSP系統(tǒng) ， 當 用戶 程序 通過 JTAG仿真調(diào)試 完畢后 ，為使 DSP目標系統(tǒng)成為 可 脫機運行 的 獨立系統(tǒng)， 這就要利用 DSP自舉功能了 。 但是DSP在自舉前首先需要將 CCS編譯的 .out文件經(jīng)行一系列的轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的文件導入外部的存儲器經(jīng)行移植，用戶程序的更新非常不方便。因此 本文 提出了一種便捷的、具有用戶程序自動更新功能的 DSP自舉模塊 ，模塊包括上位機部分和下位機部分， 上位機 能夠 實現(xiàn) 文件的格式轉(zhuǎn)換，并通過 USB通信將更新代碼自動移植 ； 下位機 C8051F340的片內(nèi) Flash用作 DSP的片外存儲器，通過 SPI接口對 DSP進行代碼更新 。 SPI是一種高速的、 同步的 、 全雙工 的 通信總線， 并且占用芯 片的管腳少 ， 既 節(jié)約了芯片的管腳， 又 為 PCB的布局 上 節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，現(xiàn)在越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議。 為了最后調(diào)試工作和功能驗證的需要，在 本文 中采用一個 DSP最小系統(tǒng)作為 DSP目標板，用來檢驗 SPI通信是否正常和自舉是否成功。 本論文共分為五章。第一章是設(shè)計中的一些基本原理和相關(guān)硬件、相關(guān)軟件的介紹。第二章是系統(tǒng)硬件設(shè)計的介紹，包括了硬件的功能描述和硬件的總體設(shè)計和詳細設(shè)計。第三章是系統(tǒng)軟件的設(shè)計 部分 ，在這章里將會對系統(tǒng)軟件的功能、總體設(shè)計和各個部分的具體設(shè)計實現(xiàn)作詳細的介 紹。第四章是系統(tǒng)的調(diào)試與分析部 分 ，這章主要對調(diào)試的過程作了詳盡的描述，并對調(diào)試過程中產(chǎn)生的問題進行了分析。第五章是系統(tǒng)設(shè)計的結(jié) 論與展望，在這一章中，結(jié)論 部分是 對系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)果作了簡單的總結(jié)，展望則是 根據(jù)系統(tǒng)中存在的不足提出了一些相應的改進的方法。西安工程大學本科畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 2 第 1章 基本原理與系統(tǒng)方案 本章主要是對 DSP 串行自舉及 SPI 通信的具體實現(xiàn)方案進行分析，對設(shè)計中采用的解決方案和所涉及到的相關(guān)器件和軟件進行了簡單的介紹。 基本原理 自舉的基本原理 所謂“自舉”是指 DSP 系統(tǒng)在滿足一定工作條件下 ， DSP 芯 片內(nèi)的程序引導裝載器 (Bootloader) ， 在 DSP 系統(tǒng)上電后 ,將自動的把存儲在 DSP 芯片外部非掉電易失存儲器內(nèi)的用戶程序代碼搬移到 DSP 芯片中高速的片內(nèi) RAM 或系統(tǒng)中的擴展存儲器內(nèi) ， 搬移成功后自動執(zhí)行代碼 ,完成 DSP 系統(tǒng)上電后的自啟動 [1]。 TMS320VC5416 的數(shù)據(jù)手冊上提供了 5 種自舉引導方式，分別是 HPI 自舉、并行自舉、串行 EEPROM 自舉、標準串行自舉、 I/O 自舉 [2]。 DSP 系統(tǒng) 在 上電復位后，首先檢查 MP/MC 引腳， 若該引腳為低電平，說明 DSP 被設(shè)置為微計算機模式，即程序從片內(nèi) ROM 的 0FF80H 起開始執(zhí)行；若該引腳為高電平，說明DSP 被設(shè)置為微處理器工作方式，即用戶程序從外部程序存儲器 0FF80H 地址開始執(zhí)行。 因為 TMS320VC5416 的 片內(nèi) 4KROM 中 掩膜了 TI 公司 設(shè)計的自舉引導程序， 故在 使用 DSP 的 自舉引導功能時，必須 使其 MP/MC 引腳為低電平，即設(shè)置為 微計算機工作方式 。在 DSP 執(zhí)行自舉引導程序 搬移 之前，首先 對其 進行初始化， 主要 內(nèi)容包括： 關(guān)閉所有可屏蔽的中斷； 將片內(nèi) DARM映射成程序 /數(shù)據(jù)存儲空間； 將程序 /數(shù)據(jù) 存儲空間 設(shè)置為 7個等待狀態(tài)； 將 I/O存儲空 間 設(shè)置為 7個等待狀態(tài) 。 當 初始化完成后，根據(jù) 設(shè)定的 外部 條件，判斷條件是否有先后順序 ， 選擇不同的自舉引導方式 。 西安工程大學本科畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 3 SPI 通信的基本原理 SPI 接口是 Motorola 首先提出的一種高速，全雙工，同步通信總線，采用主從工作模式（ Master Slave）工作；支持多 slave 模式應用，一般僅支持單 Master。SPI 的通信原理很簡單，它以主從方式工作，這種模式通常有一個主設(shè)備和一個或多個從設(shè)備，需要至少 4 根線，事實上 3 根也可以（單向傳輸時）。也是所有基于 SPI 的設(shè)備共有的，它們是 SDI（數(shù)據(jù)輸入）， SDO（數(shù)據(jù)輸出）， SCK（時鐘）， CS（片選） [3]。具體如圖 11 所示： Master Slave B L C K XB D XB D RB F S XS C l KM O S IM O S O/ S S 圖 11 SPI 通信原理 （ 1） MOSI– 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸入（主發(fā)從收） 。 （ 2） MOSO– 主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出（主收從發(fā)） 。 （ 3） SCLK– 時鐘信號，由主設(shè)備產(chǎn)生（時鐘線） 。 （ 4） /SS – 從設(shè)備使能信號，由主設(shè)備控制 。 在通信過程中，主模式 為 （ MASTER/SLAVE=1） : SPI 在 SCLK 引腳為整個串行通信網(wǎng)絡(luò)提供時鐘。 數(shù)據(jù)從 MOSI 引腳輸出，并鎖存 MISO 引腳上輸入的數(shù)據(jù)。 從模式 為 （ MASTER/SLAVE=0） : SCLK 引腳為串行移位時鐘的輸入，該時鐘由網(wǎng)絡(luò)主控制器提供。 MISO 引腳為數(shù)據(jù)輸出引腳， MOSI 引腳為數(shù)據(jù)輸入引腳 [4]。 SPI 總線的優(yōu)點： （ 1）總線速度：時鐘速度很快，范圍可從幾兆赫茲到幾十兆赫茲， 目前應用中的數(shù)據(jù)速率可達幾 Mbps 的水平 ，且沒有系統(tǒng)開銷。 目前應用中的數(shù)據(jù)速率可西安工程大學本科畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 4 達幾 Mbps 的水平。 （ 2） 可實現(xiàn)全雙工通信 [5]: SPI 芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時為 PCB 的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性，現(xiàn)在越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議。 系統(tǒng)方案設(shè)計 系統(tǒng)功能 在 本文 中 需要 能夠 實現(xiàn)功能 如下 ： 上位機能夠自動完成 DSP 用戶程序的格式轉(zhuǎn)換并能夠?qū)⑥D(zhuǎn)換后的新代碼 通過 USB 通信 自動移