摘　要： 介紹了TMS320C2XX系列微處理芯片的結(jié)構,、特點及其開發(fā)環(huán)境和開發(fā)過程,，并給出了title="TMS320F206">TMS320F206在寬帶恒定束寬波束形成器中的應用實例。該芯片具有25ns的指令周期,、32kw的片內(nèi)高速Flash Memory及與IEEE標準1149.1兼容的邏輯掃描電路,，從而使系統(tǒng)的軟硬件設計、開發(fā)非常方便,，加之其豐富的片內(nèi)資源和高的性價比,，使其具有很好的推廣應用前景。

　　關鍵詞： 數(shù)字信號處理 波束形成 JTAG 邏輯掃描電路

　　自1984年我國引進國外數(shù)字信號處理器件以來,，數(shù)字信號處理技術在諸多領域得到了推廣和應用,，并取得了可喜的成果,。特別是美國TI公司的TMS320系列產(chǎn)品，擁有廣大的用戶群并在其應用中積累了豐富的經(jīng)驗和技術支持,。為了進一步滿足DSP應用的需要,，TI公司新近推出了TMS320C2XX系列產(chǎn)品。與TMS320C2X系列相比,，其在速度,、片內(nèi)資源和性價比等方面均有了很大提高，速度提高了2～4倍,，而價格卻下降了一半還多,，而且片內(nèi)資源更加豐富，開發(fā)環(huán)境更加便利,。其指令系統(tǒng)的功能得到了加強且與之兼容,，使TMS320C2X豐富的技術支持得以繼承，能非常容易地升級到TMS320C2XX,?？梢哉雇琓MS320C2XX系列必將取代TMS320C2X系列,，并得到推廣和應用,。
　　本文作者結(jié)合具體課題，將TMS320C2XX系列產(chǎn)品中的TMS320F206微處理芯片應用于寬帶恒定束寬波束形成器,。由于TMS320F206豐富的片內(nèi)資源,、良好的開發(fā)環(huán)境，使電路設計簡單可靠,、調(diào)試方便,；通過JTAG接口在線仿真，軟件開發(fā)調(diào)試快捷,；所構成的系統(tǒng)功能強,、速度快、易于調(diào)試,、便于擴展,、運行可靠穩(wěn)定。
1 TMS320C2XX簡介
　　TMS320C2XX的三大主要特點之一是采用了改進的哈佛結(jié)構,，片內(nèi)具有相互獨立的六條總線(三條內(nèi)部地址總線：PAB,、DRAB、DWAB,；三條內(nèi)部數(shù)據(jù)總線：PRDB,、DRDB、DWEB),，不僅使程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器的訪問相互獨立,，且使數(shù)據(jù)存儲器的讀和寫也相互獨立并能同時執(zhí)行,，從而極大地優(yōu)化了運算處理能力。圖1是TMS320C2XX的總線結(jié)構圖,。

　　TMS320C2XX的特點之二是片內(nèi)資源更加豐富,。這個系列有四個產(chǎn)品，為了滿足不同應用的需求,，其片內(nèi)資源也有所不同,。表1列出了這四種產(chǎn)品片內(nèi)主要資源情況及其與TMS320C25的比較,。

　　TMS320C2XX的特點之三就是片內(nèi)具有邏輯掃描電路,，該電路與IEEE標準1149.1兼容，并通過八個專門引腳與外部14引腳的JTAG接口相連,。通過JTAG接口可完成以下工作：(1)可對芯片引腳進行測試,；(2)可對外部Data空間及I/O空間進行檢測；(3)可對芯片內(nèi)部Flash Memory進行編程,；(4)可對片內(nèi)片外RAM加載數(shù)據(jù),；(5)可進行在線運行仿真。以上特點給硬件的調(diào)試及軟件的開發(fā)帶來很大便利,。
　　TMS320C2XX共有85條指令,，不僅涵蓋了TMS320C25的133條指令的全部功能，且指令的功能得到了增強,，內(nèi)容也有所增加,。
2 TMS320C2XX的開發(fā)
　　TMS320C2XX的開發(fā)與TMS320C2X的開發(fā)過程很類似，其方便之處在于可通過JTAG接口對硬件電路進行在線測試及對軟件進行在線運行仿真,。其軟件的開發(fā)流程如圖2所示,。

　　這里需要編輯的文件有兩種：一是應用系統(tǒng)需要的源文件(*.ASM)；二是對源代碼進行定位的命令文件(*.CMD),，在編寫源程序文件時要區(qū)別符號的大小寫,。
　　由匯編器將匯編源程序匯編生成的OBJ文件是通用的目標文件格式(即COFF文件)，有關說明請參考《TMS320 FIXED － POINT DSP ASSEMBLY LANGUAGE TOOLS USERS GUIDE》一書的第二章,。
　　程序的連接是用DSPLNK連接器將COFF目標文件(一個或多個)連接起來,，以產(chǎn)生可執(zhí)行的輸出文件。連接時DSPLNK調(diào)用命令文件(*.CMD)對目標文件進行定位,。常用的連接格式為：
　　DSPLNK DEM01 DEM02 DEMO.CMD －0 DEMO.OUT －M DEMO.MAP,，
　　其中輸入文件為：DEM01.OBJ,DEM02.OBJ，命令文件為DEMO.CMD,，輸出文件為DEMO.OUT,，映射文件為DEMO.MAP。
　　軟件調(diào)試器是將輸出文件*.OUT調(diào)入調(diào)試環(huán)境進行仿真運行以進行調(diào)試,。該調(diào)試界面友好,，易學易用,。具體調(diào)試步驟，請參閱參考文獻^[2],。
　　將用戶的目標碼用于目標系統(tǒng)有三種方式,，一是將目標碼定制到片內(nèi)的ROM中(如C204和C209)；二是將目標碼編程到片內(nèi)Flash Memory中(如F206),；三是將目標碼固化到EPROM中(如C203),。
　　若要將目標碼燒寫到EPROM中，首先要編一個格式轉(zhuǎn)換文件：Boot.CMD,，其次運行DSPHEX Boot CMD將*.OUT文件轉(zhuǎn)換成*.bin文件,，然后用編程器編程燒寫到EPROM即可。
　　TMS320F206片內(nèi)32Kw的高速Flash Memory是很好的片內(nèi)資源,，可通過JTAG接口將輸出文件*.OUT燒寫到片內(nèi)Flash Memory中,，同時通過JTAG接口可在線運行，調(diào)試非常方便,。對片內(nèi)Flash Memory編程時,，可編一個批處理文件*.BAT，在DOS或WIN98環(huán)境下運行,，也可直接借助廠商提供的軟件對Flash Memory進行編程,。
3 TMS320C2XX的應用
　　現(xiàn)以TMS320C2XX中的TMS320F206應用于寬帶聲納的恒定束寬波束形成器為例進行介紹。一般來說,，聲納波束寬度與頻率有關,。為了在寬帶信號中得到恒定束寬的波束，我們用不同的系數(shù)對不同頻段的數(shù)據(jù)進行修正,。這樣,，對于16個陣元的線列陣要實時得到16個恒定束寬的波束，共需256個“延時－加權－求和”網(wǎng)絡,，其總處理能力應大于每秒十七億次乘加運算及相應的數(shù)據(jù)訪問,。為此我們用八片英國INMOS公司生產(chǎn)的IMSA100與八片TMS320F206構成一個處理陣列，由TMSA100完成延時修正,，用TMS320F206完成相位補償及加權求和,。
3.1 電路設計
　　在進行電路設計時用一片IMSA100與一片TMS320F206加上必要的外圍電路構成一個邏輯模塊。由于TMS320F206片內(nèi)含有32Kw的Flash Memroy可以存放程序代碼,、系數(shù)和參數(shù),，加之4K片內(nèi)DARAM、通用I/O口等資源使電路大為簡化,。為了充分利用器件的處理能力以及滿足系統(tǒng)實時處理的要求,，我們以乒乓方式設計了數(shù)據(jù)緩存區(qū)。該電路模塊組成框圖如圖3所示。

　　在制作印制電路板時,，由于單元模塊電路簡便,，我們將兩個波束處理模塊做在一塊電路板上，八個模塊共用四塊波束處理板,。波束形成器的管理和控制,、與前后級的通訊及數(shù)據(jù)的格式化等由兩片TMS320F206來完成。整個系統(tǒng)共由五塊電路板組成,，包含十片TM320F206,、八片IMSA100及相應的外圍器件。整個系統(tǒng)速度快,、功能強,、可擴展、易調(diào)試,。最高處理速度可達每秒29億次乘加運算,。
3.2 軟件設計
　　本系統(tǒng)共用了十片TMS320F206,。由于采用了模塊化設計,，使其中八個波束處理模塊中的八片TMS320F206工作過程基本一樣，只是系數(shù)與參數(shù)不同,。這樣,，軟件的設計、調(diào)試任務大大減輕,，而且每片TMS320F206的軟件設計也采用了模塊化設計,，并編輯了相應的命令文件，最后將匯編,、連接,、編程編成一個批處理文件，可在DOS或WIN98環(huán)境下借助于JTAG接口,，對軟件進行在線仿真運行,，軟件的調(diào)試修改、參數(shù)調(diào)整及系數(shù)的修正均可在線進行,，從而大大縮短了開發(fā)周期,。另外兩片TMS320F206，一片用于波束形成器的控制與管理,，另一片用于數(shù)據(jù)的格式化及與前后級的數(shù)據(jù)交換與通訊,。
　　由于TMS320F206高的性價比及好的開發(fā)環(huán)境，使該系統(tǒng)具有速度高,、可擴展,、易調(diào)度、便修正等特點。
參考文獻
1 TMS320C2XX User＇s Guide.TI Corp.,1997
2 TMS320C2XX/C5X C Source Debugger.TI Corp.,1997
3 TMS320C1X/C2X/C2XX/C5X Assembly Language Tools
4 TMS320C2XX高速數(shù)字信號處理器原理與應用.聞亭公司編,，1998.4