基于TMS320C6701的自適應濾波器設計與調(diào)試
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2.3 硬件結(jié)構(gòu)與原理
本電路采用2片C6701，電路結(jié)構(gòu)如圖3所示，3路信號為10位定點數(shù)據(jù)格式，拼成30位并行數(shù)據(jù)送到C6701的總線上，C6701將其讀到片內(nèi)RAM，利用移位指令分解為3個定點數(shù)。求權(quán)C6701必須把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)，才能以較高的精度快速求出自適應權(quán)。求權(quán)運算中要用到除法操作，浮點DSP進行除法運算很方便。求權(quán)C6701將求得的權(quán)轉(zhuǎn)換為16位定點格式，寫到兩片C6701共用的RAM中，加權(quán)C6701按定點方式用自適應權(quán)對3路數(shù)據(jù)加權(quán)，對結(jié)果取16位，通過FIFO后送出。
系統(tǒng)時鐘為3 MHz，此時鐘將3路共30位數(shù)據(jù)以及I，Q標志位共6701位數(shù)據(jù)送向C6701，兩片C6701利用互鎖信號XF0、XF1確保正確地從總線上讀取數(shù)據(jù)，既不丟失，也不重復讀取，并根據(jù)數(shù)據(jù)的I，Q標志區(qū)分復數(shù)據(jù)的實部和虛部，兩片C6701的操作如下：
(1)求權(quán)C6701用XF1和互鎖指令定期讀取一批數(shù)據(jù)作為樣本，求得自適應權(quán)，并化為16位定點數(shù)。
(2)求權(quán)C6701利用配置成通用輸出管腳的TCLK0、TCLK1向加權(quán)C6701先后提出INT0請求、HOLD請求。
(3)求權(quán)C6701取得兩片C6701的公共總線控制權(quán)，利用地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫R／W和STRB向公共RAM寫入自適應權(quán)，然后撤銷HOLD請求。
(4)加權(quán)C6701取得總線控制權(quán)，從公共RAM中讀自適應權(quán)。
(5)加權(quán)C6701進行3路數(shù)據(jù)合成，把16位結(jié)果和I，Q標志寫入FIFO；系統(tǒng)按數(shù)據(jù)時鐘從FIFO中取走數(shù)據(jù)。加權(quán)C6701一直進行這樣的合成、寫FIFO操作，直到求權(quán)C6701下一次提出中斷、HOLD請求。
(6)在兩片C6701訪問公共RAM，以及加權(quán)C6701向FIFO寫數(shù)時，輸入緩沖器74F245上的三態(tài)使能是關閉的。
2.4 時序要求
C6701利用互鎖操作從數(shù)據(jù)線上正確讀數(shù)是關鍵，數(shù)據(jù)時鐘的占空比是50％，將它與C6701的XF1(設定為輸入)相連，C6701通過互鎖指令保證讀數(shù)操作與數(shù)據(jù)時鐘準確同步，同時加權(quán)C6701還要完成多次乘加運算和FIFO寫數(shù)操作，這要求在硬件時序給定的情況下，C6701利用軟件指令的優(yōu)化排列來保證處理的正確性和高效性，其同步和運算、讀寫流程如圖4所示，當C6701讀數(shù)、寫FIFO的時序與數(shù)據(jù)時鐘不合拍時，可以執(zhí)行指令執(zhí)行順序或增減空操作(NOP)指令。
3 軟硬件調(diào)試
將PC機通過仿真卡、電纜與C6701電路板上的仿真口接好，給電路板加電，運行仿真軟件，觀察C6701的寄存器、程序、數(shù)據(jù)內(nèi)容，因為有兩片C6701，用兩個仿真器調(diào)試更方便。軟硬件調(diào)試的工作主要是C6701與其他設備的握手、通信問題。求權(quán)C6701的主要調(diào)試過程是：
(1)調(diào)試互鎖讀數(shù)指令，若有信號源，即前端送來3路數(shù)據(jù)和相應的時鐘且3路信號值已知或已測出的話，則令C6701全速運行讀取一段數(shù)據(jù)，然后讓C6701停下來，觀察讀到的數(shù)據(jù)與送來的數(shù)據(jù)是否完全一致，若不一致，則逐步檢查；若沒有信號源，則利用示波器或邏輯分析儀來分析波形，C6701進行互鎖讀時，就會將XF0置低，觀察XF0與XF1(數(shù)據(jù)時鐘)以及STRB信號的波形，可以看出同步互鎖的時序配合，若達不到要求，則要修改C6701程序，還應注意C6701讀數(shù)時刻(STRB上升沿)是否臨近數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換沿。
(2)向RAM寫自適應權(quán)：利用仿真器直接察看RAM中內(nèi)容是否正確寫入，或者將寫入的權(quán)再從RAM讀回后比較，以次驗證存儲器總線操作。
4 程序固化
軟硬件調(diào)試符合要求后，就可以將程序固化到RAM中。求權(quán)C6701的程序代碼固化在EPROM地址1000H開始的區(qū)間，加權(quán)C6701的程序代碼固化在EPROM地址8000H開始的區(qū)間，求權(quán)C6701是標準的8位ROM引導方式，而加權(quán)C6701是串行口引導方式，其程序頭與求權(quán)C6701代碼的程序頭一樣，加權(quán)C6701的32位代碼事先按先低字節(jié)，后高字節(jié)的順序轉(zhuǎn)換成8位代碼。
求權(quán)C6701的代碼在上電復位后自動裝入片內(nèi)RAM，求權(quán)C6701引導成功后要通過串口向加權(quán)C6701發(fā)送加權(quán)C6701的代碼，求權(quán)C6701總共向加權(quán)C6701發(fā)送N+2個32字。
在程序固化后，再檢驗電路板的工作是否正確，可通過C6701的IACK等管腳連到的發(fā)光二極管閃爍來表明DSP程序已經(jīng)正確引導并正常運行，在C6701的程序中應加入IACK指令，C6701全速工作時定期在IACK管腳上輸出一個負脈沖。
5 結(jié) 語
DSP器件已經(jīng)應用于很多領域，用其構(gòu)成的自適應濾波器，也得到了廣泛應用，本文提出的這種特殊結(jié)構(gòu)的自適應濾波器，由于有較好的實時性和濾波效果，應該有較好的應用前景。
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