基于ADSP21062信號處理板的一種簡易測試方法

ADSP2106x SHARC是一個適用于語音、通信和圖像處理的高速32位數(shù)字信號處理器。該芯片是基于ADSP21000系列DSP芯片發(fā)展起來的一個完整的單片系統(tǒng)，增加了一個雙口片內(nèi)SRAM，并集成了I/O設(shè)備。借助它的片內(nèi)指令緩存，處理器可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行每一個指令。ADSP2106x SHARC體現(xiàn)了數(shù)字信號處理器的一個新的集成標(biāo)準(zhǔn)，它把一個高速運(yùn)行的浮點(diǎn)DSP主處理器與集成的片內(nèi)部件結(jié)合在一起，包括一個主機(jī)接口、DMA控制器、串口和連接口。由于它處理速度快、便于DSP多處理系統(tǒng)的連接和通信，目前已在更多的領(lǐng)域獲得了開發(fā)和應(yīng)用 1 。但如何對基于ADSP2106x的處理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試是人們在應(yīng)用該芯片時必須解決的關(guān)鍵問題。本文提出了一種簡單易行的測試方法，并在基于ADSP21062的雷達(dá)信號處理系統(tǒng)調(diào)試中獲得了成功，驗(yàn)證了該方法的可行性。

1 雷達(dá)信號處理系統(tǒng)設(shè)計簡介

我們應(yīng)用ADSP21062處理器設(shè)計了一個雷達(dá)信號處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以獨(dú)立地進(jìn)行工作，也可通過Link口與其它DSP進(jìn)行通信。ADSP21062利用JTAG接口與EZ-ICE仿真器連接，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的仿真和測試。系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)見圖1。

EZ-ICE仿真器應(yīng)用IEEE1149.1 JTAG測試標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)視和控制目標(biāo)板處理器的工作。EZ-ICE仿真器的測試頭通過一個14針的連接頭與目標(biāo)板處理器的CLKIN (可選)、TMS、TCK、TRST、TDI、TDO、和GND信號相連。在電路板上設(shè)計了一個14針的接口，其信號的接口如圖2所示。

2 電路的測試

電路測試主要應(yīng)用EZ-ICE仿真器。該仿真器插在PC機(jī)的ISA槽中，通過JTAG口與ADSP21062處理系統(tǒng)相連，可在PC機(jī)的顯示器上利用Emulator控制界面對DSP系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。ADSP2106x提供了模擬(Simulator)和仿真(Emulator)兩套軟件，它們的界面完全相同，只是一個不需要硬件，一個需要硬件。測試程序可先由Assembler匯編器匯編，再經(jīng)Simulator模擬通過。最后在Emulator界面控制下可以裝入由匯編生成的可執(zhí)行文件(.EXE文件)和匯編的結(jié)構(gòu)文件(.ACH文件)，實(shí)現(xiàn)對硬件的測試和仿真。

2.1 硬件測試的基本操作

對硬件測試時，先對存儲器的內(nèi)部控制、狀態(tài)寄存器和存儲器做簡單的操作，確定EZ-ICE仿真器與處理器的通信正常。

對寄存器的操作一般有兩種：位操作和字操作 2~3 。

(1)位操作：寄存器的位操作主要用于BIT SET，BIT CLR。

例如：BIT SET MODE2 0x00000001
BIT CLR MODE2 0x00000001。

以上操作將MODE2的第一位置位或清除，而不影響到其它位。

(2)字操作：寄存器的字操作用DM()尋址指令。

例如：R0=0x00000001；
DM(SYSCON)=R0。

以上操作將SYSCON的第一位置位，其它位清除。

對存儲器的操作采用DM()指令尋扯，在指令中加入立即數(shù)、寄存器Rx(內(nèi)容為尋址值)、基址(Ix)和變址(Mx)可實(shí)現(xiàn)直接尋址、間接尋址和變址尋址。

例如：R0=0x23；
DM(0x00030000 =R0。
以上操作將0x23放入0x00030000的地址內(nèi)。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行測試

設(shè)計一個對FLAG位的四個指示燈的操作，讓其交替地閃爍，來檢驗(yàn)ADSP21062處理器是否能夠正常運(yùn)行。程序采用中斷方式，利用定時器溢出時產(chǎn)生兩個中斷TMZHI和TMZLI。一個中斷的服務(wù)程序設(shè)置FLAG0，1的指示燈亮，F(xiàn)LAG2 3的指示燈滅；另一個中斷服務(wù)程序設(shè)置情況相反。兩個服務(wù)程序交替執(zhí)行，交替的間隔由定時器的初值確定。程序流程圖見圖3。

由于處理器在系統(tǒng)復(fù)位時MODE2寄存器被清除，使FLAG管腳作為輸入，處理器不能改變其狀態(tài)。所以主程序需對其初始化，使FLAG管腳作為輸出，然后才能在ASTAT寄存器中改變FLAG的狀態(tài)。同樣，對定時器也要進(jìn)行設(shè)置。

(1)定時器的設(shè)置：

BIT SET MODE1 0x1000；(開放全局中斷)
BIT SET MODE2 0x20； (開放定時器)
BIT SET IMASK 0x10； (開放TMZHI中斷)

(2)FLAG位的設(shè)置：

BIT SET MODE2 0x78000； (設(shè)置為輸出)
BIT CLR ASTAT 0x180000； (FLAG0 1亮)
BIT SET ASTAT 0x600000； (FLAG2 3滅)

此程序可通過JTAG仿真測試，用通用編程器將此程序?qū)懭隕PROM，然后讓系統(tǒng)單獨(dú)工作，來驗(yàn)證系統(tǒng)能否正常引導(dǎo)和工作。上電后四個指示燈交替閃爍，經(jīng)驗(yàn)證系統(tǒng)順利地完成了引導(dǎo)，并且工作正常。

2.3 Link口測試

用傳輸線把處理器的兩個Link口連在一起，然后讓一個Link口發(fā)數(shù)據(jù)，另一個收數(shù)據(jù)，通過Emulator JTAG 采用單步執(zhí)行的方式對其測試，觀察發(fā)送和接收的過程。

(1)Link口傳輸速率的設(shè)置：

R0=0x00006000；
DM LCOM =R0； 2倍速率)

(2)LBUF的設(shè)置：

R0=0x0003fe8f；
DM LAR =R0 ；LBUF1給Link口1，LBUF2
給Link口2)

(3)開放Link口：

R0=0x00000190；
DM LCTL =R0 ； Link口1發(fā)，Link口2收)

(4)傳輸操作：

R0=0x12345678；
DM LBUF1 =R0 ； Link口1發(fā)0x12345678)
R1=DM LBUF2 ； 取Link口2收到的數(shù)據(jù))

經(jīng)測試，Link口的工作正常。通過Emulator的Link口控制窗口可以看到：當(dāng)Link口設(shè)置完成，執(zhí)行DM(LBUF1)=R0指令時，可以看到Link口2緩沖區(qū)的狀態(tài)(通過LxSTAT寄存器)為有一個數(shù)據(jù)；當(dāng)執(zhí)行R1=DM(LBUF2)指令時，Link口2緩沖區(qū)的狀態(tài)為空，寄存器R1口的值為Link口1的緩沖區(qū)(LBUF1)的內(nèi)容。證明通過Link口1順利地把數(shù)傳給Link口2，通過Link口可以完成處理器之間的通信。

2.4 DSP算法的執(zhí)行時間

將一個用匯編編寫的DSP算法通過EZ-ICＥ仿真器放到系統(tǒng)中執(zhí)行，由Emulator提供的時鐘(指令)計數(shù)功能，可以知道算法在處理器中實(shí)際執(zhí)行的時間。在Emulator的計數(shù)窗口中有一個時鐘計數(shù)(Cycle Count)，它記錄程序從開始執(zhí)行到停止所用時鐘周期的個數(shù)，用時鐘的個數(shù)(Cycle Count)乘以時鐘周期就可以得到執(zhí)行的總的時間。

針對ADSP2106x處理系統(tǒng)的開發(fā)研究，本文提出的簡單易行的測試方法既可判別DSP能否正常工作，又可測試多處理器互聯(lián)時通過Link口傳輸信息的有效性。所提的測試方法在我們研制的基于ADSP21062的雷達(dá)信號處理系統(tǒng)的調(diào)試中獲得了驗(yàn)證。