用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)DSP在線調(diào)試的一種方法

通常情況下，進(jìn)行DSP系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試時(shí)，都要配備一片SRAM芯片作為片外程序RAM。調(diào)試時(shí)，使用相應(yīng)的仿真板將程序下載到SRAM中，這樣DSP系統(tǒng)通過運(yùn)行SRAM中的程序代碼來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。可以看到，DSP系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，關(guān)鍵是要將程序下載到SRAM中，因此如果能將程序代碼通過單片機(jī)寫入SRAM中，則同樣可以完成對DSP系統(tǒng)的調(diào)試。下面具體介紹在不使用仿真板的情況下，如何運(yùn)用單片機(jī)AT89S5l對DSP芯片TMS320LF2407進(jìn)行在線調(diào)試。

1 硬件設(shè)計(jì)
1.1 TMS320LF2407在線調(diào)試的實(shí)現(xiàn)過程
完成DSP系統(tǒng)的調(diào)試，首先要將程序的源代碼寫入片外SRAM中。此時(shí)，單片機(jī)與SRAM組成一個(gè)系統(tǒng)，單片機(jī)可將分離出來的DSP程序代碼寫入SRAM中。完成這一操作后，切斷單片機(jī)與SRAM的聯(lián)系，使DSP與SRAM組成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，并將LF2407配置為微處理方式，即MP／MC引腳置為高電平。這樣DSP系統(tǒng)開始工作，LF2407從外部SRAM的0000H單元處開始執(zhí)行程序代碼。當(dāng)修改DSP的程序時(shí)，只需修改單片機(jī)中相應(yīng)的代碼區(qū)，然后重新寫入SRAM中即可。單片機(jī)的ISP功能能非常方便的完成這一過程，實(shí)現(xiàn)DSP系統(tǒng)的在線調(diào)試。
1.2 硬件實(shí)現(xiàn)
單片機(jī)選用AT89S5l，該芯片具有在系統(tǒng)編程功能，能通過并口下載線十分方便地修改和下載程序。TMS320LF2407的片外程序RAM選用64K16位的SRAM芯片CY7C102lV，該芯片的BHE和BLE引腳分別用來使能SRAM的高8位和低8位。硬件框圖如圖l所示。

由于89S51是5V供電，而CY7C102lV是3.3V供電，因此要進(jìn)行5V和3.3V電平的轉(zhuǎn)換。圖1中，單片機(jī)端的地址線和控制線分別通過74LVCl6245和74LVC245將5V電子轉(zhuǎn)換為3.3V電平。數(shù)據(jù)線的電平轉(zhuǎn)換建議采用74LVC245，該芯片采用5V和3.3V雙電源供電，它可以將數(shù)據(jù)線上的5V和3.3V電平相互轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)讀、寫RAM中的數(shù)據(jù)。讀出的數(shù)據(jù)可以通過串口發(fā)送到計(jì)算機(jī)上，這樣可以檢驗(yàn)寫入SRAM中的代碼是否正確。89S5l為8位單片機(jī)，而CY7Cl02lV和DSP數(shù)據(jù)位都為16位，所以代碼的寫入要分兩次寫入，先寫低8位，再寫高8位。高8位數(shù)據(jù)線和低8位數(shù)據(jù)線之間可以加一個(gè)8位的撥碼開關(guān)，當(dāng)向SRAM中寫數(shù)據(jù)時(shí)合上開關(guān)，而當(dāng)要運(yùn)行DSP時(shí)則必須將撥碼開關(guān)斷開。當(dāng)代碼正確寫入SRAM后，將DSP的MP／MC引腳跳至高電平，選擇MP方式運(yùn)行片外程序RAM復(fù)位后，即可以使DSP運(yùn)行。設(shè)計(jì)中一定要注意以下情況：由于MCU-SRAM和DSP-SRAM兩個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線和地址線存在共用的情況，所以當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)線和地址線不能受到另一芯片相關(guān)引腳狀態(tài)的影響，否則這一系統(tǒng)將無法正常運(yùn)行。因此，一定要注意控制好各個(gè)芯片的片選信號，以保證兩個(gè)系統(tǒng)分別運(yùn)行時(shí)地址線和數(shù)據(jù)線不相互影響。

2 軟件設(shè)計(jì)
TI公司的CC’C2000編譯后生成的*．out文件為通用對象文件格式(coft)，該格式是一種結(jié)構(gòu)性文件格式，而單片機(jī)的燒入程序必須為bex文件格式，所以要將*．out文件轉(zhuǎn)化為hex文件格式才能燒人單片機(jī)中。轉(zhuǎn)換步驟如下。
①生成*．out形式的公用目標(biāo)文件(coff)。當(dāng)在TI公司的集成開發(fā)環(huán)境CC’C2000下進(jìn)行程序開發(fā)時(shí)，都會經(jīng)過編譯和鏈接，最后生成*．out文件。
②對*．out文件進(jìn)行提取，從中篩選出對最后裝載有用的代碼和地址信息。
第一步所產(chǎn)生的*．out文件由于是coff格式的文件，其可重定位特性使得用戶可以對程序在允許的地址范圍內(nèi)靈活地安排。正因?yàn)槿绱耍?．out文件還不是完全的可執(zhí)行代碼，它里面包含有一些關(guān)于程序中各個(gè)段的諸如起始地址、段長度這樣的輔助信息，如果把這些信息連同程序代碼都裝入DSP內(nèi)部，程序是不會被正常執(zhí)行的。這時(shí)必須要對*.out進(jìn)行輔助信息與可執(zhí)行代碼的提取與分離，這個(gè)任務(wù)要靠專門的程序完成。這里采用TI公司提供的程序，程序的名稱是：coff_both．exe。它可以在TI的網(wǎng)站上免費(fèi)下載。
利用該程序?qū)?．out文件進(jìn)行操作，最后生成所需的*.out.c文件。具體操作是把Coff_both.exe和exam-pie.out文件放在同一目錄下，在DOS命令提示符下鍵入：Coff_both-out example.out，這時(shí)就會生成example.out.c格式的文件。該文件的形式見如下。
sectlon=,vectors
src_addr=0x0
length=0x6(6)
dest_addr_0x0
space=0
0x7980,Ox0150,0x7980，0xol50,
0x7980,0x0150,
checksum=0x78D0
seCtlon=．text
src_addr=0x0
length=0xl3(19)
dest_addr=0x150
space=0
0xBE4l，0xBE46，0xBE42，0xBE44，
0xBCEO，0xAE18，0x83FE，0xAE29，
Ox00E8，oxBCE1，0xAEl0，0x0000，
0xAE1A，0xFFAA，0x8B00，0x8B00，
0x8B00，0x7980,0x015E．
Checksum=0xF59
可以看到，這個(gè)程序有兩段程序．vect和．text，起始地址分別為0000h和0150h，分別由6個(gè)字和19個(gè)字的代碼組成。這些十六進(jìn)制代碼則是最后真正被執(zhí)行的LF2407程序代碼，也是單片機(jī)需要寫入SRAM中的代碼。
第二步生成的*.out.c文件明確地告訴了程序有幾個(gè)段，每個(gè)段的大小，段的起始地址以及每個(gè)段的十六進(jìn)制代碼。有了這個(gè)文件，就知道該寫些什么內(nèi)容到SRAM中去才能夠開始執(zhí)行LF2407的程序了。接下來要做的就是編寫單片機(jī)的應(yīng)用程序把*.out.c文件中的十六進(jìn)制代碼寫入SRAM內(nèi)部。程序框圖如圖2所示。

3 結(jié) 論
通過單片機(jī)對LF2407進(jìn)行程序裝載屬于一種基于RAM的在線編程，它不用對程序存儲器進(jìn)行燒寫，屬于一種軟配置。利用單片機(jī)AT89S5l的ISP功能可以實(shí)現(xiàn)程序的修改和燒寫，使系統(tǒng)具有在線開發(fā)的特點(diǎn)。