【正文】 TI通過(guò)開啟集成電路之門的創(chuàng)舉而逐步展現(xiàn)出充沛的創(chuàng)新精神。 七十年代 “ 數(shù)字創(chuàng)新 ” 的重要標(biāo)志就是可編程微控制器（ MCU）的出現(xiàn)，又是 TI 引領(lǐng)了這個(gè) “ 控制創(chuàng)新 ” 的到來(lái)，并 直接導(dǎo)致了微處理器（ CPU）的推進(jìn)而引發(fā)的 “ 計(jì)算創(chuàng)新 ” ，從而引領(lǐng)了個(gè)人電腦時(shí)代的到來(lái)，鋪平了通向數(shù)字信息時(shí)代的道路。在圖一所示 DSP 的發(fā)展和演變歷程中可以看畢業(yè)論文 到，伴隨著 DSP 發(fā)展其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，才有眾多數(shù)字化的電子信息產(chǎn)品的興起和豐富。早期 DSP主要應(yīng)用于高精尖領(lǐng)域，如軍事和工業(yè)設(shè)備。在世紀(jì)更迭的階段中， DSP 應(yīng)用已經(jīng)成為寬帶接 入、數(shù)字音頻和數(shù)字視頻、新一代無(wú)線通信等創(chuàng)新應(yīng)用的核心平臺(tái)。從最初的簡(jiǎn)單電子、機(jī)械系統(tǒng)，逐步發(fā)展到今天涵蓋機(jī)、電、液、熱、氣、電、磁等各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，并且在控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩個(gè)方向上飛速發(fā)展。隨著執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)、電、液、熱、氣、磁等驅(qū)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，以高可靠性、高精度、高反應(yīng)速度和穩(wěn)定性為代表的先進(jìn)特征，將工程系統(tǒng)的執(zhí)行品質(zhì)提升到了前所未有的水平。 畢業(yè)論文 AMESIM 軟件正是能夠提供平臺(tái)級(jí)仿真技術(shù)的工具。 課題意義 隨著 DSP 處理性能的飛速提高，以及用戶要求產(chǎn)品的研制周期越來(lái)越短， DSP的設(shè)計(jì)內(nèi)容越來(lái)越側(cè)重于軟件方面 。另一方面， DSP 的開發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)境更加完善，即使要高度程序代碼，也可以脫離 DSP 硬件電路板 。 工程系統(tǒng)仿真 工程系統(tǒng)仿真作為虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)的一部分，與控制仿真、視景仿真、結(jié)構(gòu)和流體計(jì)算仿真、多物理場(chǎng)以及虛擬布置和裝配維修等技術(shù)一起，在貫穿產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行維護(hù)改進(jìn)乃至退役的全壽命周期技術(shù)活動(dòng)中，發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)也在滿足越來(lái)越高和越來(lái)越復(fù)雜的要求。其主要特征表現(xiàn)為： 控制器和被控對(duì)象的聯(lián)合仿真： Matlab＋ AMESIM，可以覆蓋 整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的全部要求。 集成進(jìn)設(shè)計(jì)平臺(tái) 現(xiàn)代研發(fā)制造單位，尤其是設(shè)計(jì)研發(fā)和制造一體化的大型單位，引進(jìn)PDM/PLM 系統(tǒng)已經(jīng)成為信息化建設(shè)的潮流。 超越仿真技術(shù)本身 工程師不必是精 通數(shù)值算法和仿真技術(shù)的專家，而只需要關(guān)注自己的專業(yè)對(duì)象，其他大量的模型建立、算法選擇和數(shù)據(jù)前后處理等工作都交給軟件自動(dòng)完成。 構(gòu)建虛擬產(chǎn)品 在通過(guò)建立虛擬產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)和優(yōu)化過(guò)程中，關(guān)注以各種特征值為代表的系統(tǒng)性能，實(shí)現(xiàn)多方案的快速比較。作為總體優(yōu)化的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)分析工具，必要條件之一是跨 專業(yè)多學(xué)科協(xié)同仿真。更強(qiáng)更優(yōu)化的算法，配合專業(yè)的庫(kù)，將提供大型工程對(duì)象的系統(tǒng)整體仿真的可能性。 平臺(tái)化 畢業(yè)論文 要求仿真工具能夠提供建模、運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理（包括二次開發(fā)后的集成和封裝）、數(shù)據(jù)傳遞等全部仿真工作流程要求的功能，并且通過(guò)數(shù)據(jù)流集成在更大的PDM/PLM 平臺(tái)上。 整合和細(xì)分市場(chǎng) 整合化：將出現(xiàn)主流的標(biāo)準(zhǔn)工具。 專業(yè)化：隨著市場(chǎng)需求的細(xì)分，走專業(yè)化道路，將出現(xiàn)極專業(yè)的工具。 將出現(xiàn)整合型工具和專業(yè)化工具互補(bǔ)的局面。不斷改進(jìn) GUI，讓軟件使用者直接體驗(yàn)到數(shù)值計(jì)算專家開發(fā)的后臺(tái)工具提供的強(qiáng)大功能，同時(shí)減少軟件學(xué)習(xí)和使用的困難。 豐富的二次開發(fā)選項(xiàng) 提供源代碼級(jí)的二次開發(fā)支持，開放的架構(gòu)滿足不同用戶的專業(yè)開發(fā)要求。這已經(jīng)是目前許多研發(fā)單位開發(fā)專有技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方式。這種技術(shù)將成為用戶在實(shí)現(xiàn)知識(shí)和技術(shù)組織內(nèi)共享和傳承的同時(shí)，保護(hù)自身知識(shí)產(chǎn)權(quán)的必然選擇。即 在 Matlab 環(huán)境下， 應(yīng)用 Matlab 中的 DSP 工具箱，針對(duì)具體的應(yīng)用系統(tǒng)要 求，建立系統(tǒng)模型并仿真 ，同時(shí) 可以 在 Matlab 窗口 中 完畢業(yè)論文 成對(duì) CCS 的操作，對(duì) DSP 目標(biāo)程序中的函數(shù)的操作可讀寫 DSP 中某一段存儲(chǔ)器或寄存器，利用 RTDX 進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換等 ，所有這一切操作只利用命令和對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)。 主要內(nèi)容 主要內(nèi)容與基本要求： 熟悉并掌握 Matlab 仿真的軟件平臺(tái) , 熟悉 Matlab Link for CCS Development Tools 及 Simulink 中的 DSP 模塊，如 PWM、 DAC 等，并對(duì)相應(yīng)的調(diào)用 CCS 窗口 指令進(jìn)行熟悉。 建立基 于 DSP2812 的 永磁同步電機(jī) 控制系統(tǒng) 及基于 C6416 的邊緣檢測(cè)系統(tǒng) 的 Matlab 的 模型，并對(duì)其模型進(jìn)行調(diào)試，直到結(jié)果顯示無(wú)誤 。 濾波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)及調(diào)試，完成 DSP simulator 下的運(yùn)行，并對(duì)比MATLAB 環(huán)境下和 DSP 上運(yùn)行結(jié)果。 DSP 芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu) ，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的 DSP 指令，可以用來(lái)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法。 程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù)。 具有低開銷或無(wú)開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持。 具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器。 支持流水線操 作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。 DSP 的開發(fā) 目前，對(duì)于 DSP 工程師來(lái)說(shuō) ，除了必須了解和熟悉 DSP本身的結(jié)構(gòu)（包括軟件指令系統(tǒng)和硬件結(jié)構(gòu)）和技術(shù)指標(biāo)外，還必須熟悉和掌握其開發(fā)工具和環(huán)境。 進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)需要一個(gè)統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境，且在該開發(fā)環(huán)境中可以對(duì)系統(tǒng)機(jī)C Source Files C Compiler Assembler Source Assembler COFF Object Files Linker Executable COFF File TMS320 DSP C Source Files Archiver Macro Library Archiver Library of Object Files Hex Conversion Utility EPROM Programmer Absolute Lister Runtime Support Library Computer EVM With Debugger XDS Emulator With Debugger Simulator 圖 TI TMS320 系列 DSP 軟件開發(fā)過(guò)程 畢業(yè)論文 構(gòu)、算法進(jìn)行描述，還能夠?qū)ο到y(tǒng)不同的層次，不同組件和不同數(shù)據(jù)類型進(jìn)行建模；同時(shí)要有良好的移植性能。分級(jí)系統(tǒng)的描述方式，提供了真正的自頂向下的設(shè)計(jì)方法，并且通過(guò)圖塊的方式實(shí)現(xiàn)移植。這套軟件使設(shè)計(jì)者能夠利用 Matlab 平臺(tái)在 C6416 或 C6711 評(píng)估板上，經(jīng)概念設(shè)計(jì)到代碼及自動(dòng)高速模型生成，對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)、驗(yàn)證。 CCS 平臺(tái)的所有特性，包括編輯工具、編譯鏈接、調(diào)試工具、代碼壓縮以及工程管理等等，都可以調(diào)用，幫助設(shè)計(jì)者隨意地使用 MATLB、 Simulink、RealTime Workshop 以及硬件，利用 CCS 工程自動(dòng)地編譯、鏈接，將生成的可執(zhí)行文件下載到 C67XX 芯片。 圖 基于 Simulink 與 C6000 Developer’s Kit for Ti DSP 是 MathWorks 公司和 Texas Instruments（ TI）公司合作開發(fā)的一個(gè)基于 Simulink 和 RealTime Workshop 的開發(fā)工具箱，有了這個(gè)開發(fā)工具箱，用戶可以在 Simulink 的環(huán)境中搭建數(shù)字信號(hào)處理的算法，然后通過(guò) RealTime Workshop 生成 面向 TMS320C6416 Evaluation Module（ C6416EVM）或者 Texas Instruments Code Composer Studio Integrated Development Enviroment（ CCS IDE）的 ANSI C 代碼。為了支持面向 C6416EVM 的代碼生成，Developer’s Kit for Ti DSP 提供了一個(gè)基于 RealTime Workshop 的目標(biāo)Target for C6416 EVM。用戶可以在 CCS IDE 環(huán)境中修改該工程文件，然后再編譯下載。一方面， C6416EVM 上為 TMS320C6416 DSP提 供了輸入端口、輸出端口、時(shí)鐘電路、內(nèi)存單元和電源；另一方面， MathWorks公司和 TI 公司為 Windows 用戶提供了集成的開發(fā)環(huán)境，方便用戶開發(fā)、編譯、下載和調(diào)試在 C6416EVM 上運(yùn)行的算法程序。 開發(fā)工具 Developer’s Kit for TI DSP 三種接口 Developer’s Kit for TI DSP 向用戶提供的三種接口，如圖 3所示： 圖 集成開發(fā)工具的三種接口 畢業(yè)論文 Target for CCS IDE/C2020/C5000/C6000 EVM Target for CCS IDE/6416 EVM 可讓用戶從數(shù)字信號(hào)處理的 Simulink 模型自動(dòng)生成面向 C6416 EVM的 CCS IDE工程文件，并可進(jìn)一步自動(dòng)編譯下載到 C6416 EVM 上執(zhí)行。通過(guò) Target for CCS IDE/C2020/C5000/C6000 EVM，用戶可以方便地利用 MathWorks 公司提供的 DSP、通信和數(shù)學(xué)算法庫(kù)，將主要的精力放在設(shè)計(jì)而不是在 DSP 編程上，進(jìn)行反復(fù)的迭代設(shè)計(jì)，直到算法滿足系統(tǒng)性能要求。 Target for CCS IDE/C2020/C5000/C6000 EVM Link for CCS IDE Link for CCS IDE 接口實(shí)現(xiàn)了 CCS IDE 和 Matlab 之間的連接，允許用戶在Matlab 命令窗口下載運(yùn)行 CCS IDE 中的程序，與目標(biāo)內(nèi)存之間（非實(shí)時(shí)地）交換數(shù)據(jù)，檢測(cè)處理器的狀態(tài)，停止或者啟動(dòng)程序在 DSP 中的運(yùn)行。 Link for RTDX Link for RTDX 接口提供了 Matlab 和支持 RTDX 的 TI DSP 上運(yùn)行的程序之間實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)的一種方式。Link for RTDX 對(duì)用戶的價(jià)值在于： 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的自動(dòng)的高級(jí)分析和可視化； 實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜 DSP 程序的有效驗(yàn)證； 支持 TI的 C2020/5000/6000 系列 DSP。如下圖 C2020和 C6000： 圖 Matlab 中 C2020lib 模塊 畢業(yè)論文 圖 Matlab 中的 C6000lib 模塊 大致分為三部分： General、 Board Support、 Optimized Libraries 。具體的模塊介紹在以下幾章會(huì)做介紹。 在 Matlab 中含有 C2020/C6000 的庫(kù) ,在命令窗口中輸入： C2020lib，出現(xiàn)圖。你用這個(gè)模塊可以捕捉和數(shù)字化外來(lái)信號(hào)源產(chǎn)生的模擬信號(hào)，如數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，頻譜發(fā)生器或是音頻設(shè)備。這個(gè)模式的特定設(shè)置的有關(guān)信息可以參考 Configuring Acquisition Window Width for ADC Blocks。例如，ADC 與脈寬調(diào)制電路（ PWM）波 形產(chǎn)生通過(guò) EV 單元的 ADC StartEvent 信號(hào)設(shè)置。 注：如果 ADC 在級(jí)連模式下， ADC 不能與 PWM同步。 模式 C24x ADC 模塊支持 ADC 級(jí)連排序和雙排序。在級(jí)連模式， A單元與 B 單元都是有一個(gè)單獨(dú)的 ADC 模式控制。 B—— 使能 ADC 中 B 單元通道（ ADCINB0 到 ADCINB7）。 轉(zhuǎn)換 單排序轉(zhuǎn)換： 軟件觸發(fā) —— 來(lái)自軟件信號(hào) EVA—— 來(lái)自事件管理器 A信號(hào) EVB—— 來(lái)自事件管理 B 信號(hào) 外部引腳 —— 來(lái)自外部硬件信號(hào) 抽樣時(shí)間 在幾秒時(shí)間內(nèi)，一串樣本被轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的 ADC通道。可以參考 Scheduling and Timing了解更多的信息。 數(shù)據(jù)類型 輸出類型有效的有 auto， double， single， int8， uint8， int16， uint16，int32,或 uint32。 轉(zhuǎn)換 特定的通道與轉(zhuǎn)換數(shù)字有關(guān)。在過(guò)采樣模式下，一個(gè)給定的 ADC 通 道可以多次采樣。 多輸出口 如果多于一個(gè) ADC 通道被用于轉(zhuǎn)換，你可以用獨(dú)立的一個(gè)口來(lái)顯示輸出。 注： 離散濾波器在 Simulink 只接受單聲道輸入。 脈沖寬度調(diào)制（ PWMs） 如圖 圖 LF2407 DSPs 包括一套脈沖寬度調(diào)制來(lái)用于產(chǎn)生各種信號(hào)。這 12個(gè) PWMs 分成6組可以用于設(shè)置，每個(gè)管理事件中有三對(duì)。 對(duì)話框 時(shí)間窗口 畢業(yè)論文 圖 C24X PWM 參數(shù)窗口 模式 具體規(guī)定哪些對(duì)象的 PWM 成對(duì)使用 ： A—— 使能在 A 模式下的 PWMs(PWM1/PWM2, PWM3/PWM4, 和 PWM5/PWM6)。 注： pwms 模塊利用事件管理器 中 定時(shí)器 1 ， pwms 模塊 利用 事件管理器 b中 定 時(shí)器 3 。 波形周期源 波形周期值是可以獲取的。 波開周期 PWMs 波形周期可以設(shè)定在一個(gè)時(shí)鐘周期或是在幾秒內(nèi)來(lái)做為波形周期的特定單位。 這個(gè)時(shí)鐘為 40兆赫的默認(rèn)，因?yàn)橛?jì)時(shí)器分頻器是設(shè)定為 1。 該 lf2407 pwms 能產(chǎn)生兩種類型的波形：非對(duì)稱與對(duì)稱式。 圖