Содержание
1.Обзор архитектуры платы L-783. 1
1.3. ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА НА КРИСТАЛЛЕ. 11
1.4 СИСТЕМА ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ОТЛАДКИ ПРОЦЕССОРОВ СЕМЕЙСТВА ADSP-2100. 14
2. Подход к решению задачи. 15
3.1 Создание управляющей программы.. 27
3.2 Загрузка управляющей программы в DSP. 29
6.Список используемой литературы.. 41
1. Введение
Основная цель работы:
Исследование атмосферы на расстоянии 80-100 км от земли. Исследование проводится путем испускания электромагнитных волн в атмосферу импульсным радаром и прием отраженных волн приемником. Проверяется 8 направлений, 8 радаров.
Необходимая система работает в 3-х режимах:
1. Поиск
2. Селекция
3. Регистрация
Поиск проводится путём передачи коротких электромагнитных импульсов длиной около 100мкс и приема отраженного сигнала. Принятие нужного происходит не сразу после испускания импульса, а через некоторое время, чтобы не регистрировать ненужные объекты(самолет, стая птиц и т.д.).Импульсы испускаются каждые 2500 мкс.(400Гц) После испускания каждого идет принятие и анализ полученного отражения. Если отражение было, то идет режим селекции.
Система переходит в режим селекции после получения отражения сигнала и идет анализ полученных результатов. В этом режиме идет измерение полученных данных – измерение длительности отражения, его амплитуда, соотношение к шуму. Если условия не выполняются, происходит переключения направления. Но если измеренные результаты показывают, что это наш сигнал, происходят ещё такие же 2 проверки. Если следующие 2 проверки показывают такой же результат, то система переключается в режим регистрации.
В режиме регистрации система записывает получаемые данные на диск. Радар посылает 80 импульсов и полученное отражение записывается на диск. Даже если отражение пропало или получаемый сигнал не нужный, всё равно продолжается запись на диск в течении этих 80 кадров(80*2500мкс). Далее происходит смена направления и система проходит эти 3 режима заново.
Для управления такой системы используется плата L-783, на которой установлен сигнальный процессор ADSP-2185.
2. Обзор ADSP - 2100
Семейство ADSP-2100 представляет собой ряд программируемых процессоров и микрокомпьютеров на одном кристалле, которые объединяет общая базовая архитектура, оптимизированная для цифровой обработки сигналов и других операций в области высокоскоростной обработки цифровых данных. Отличие различных процессоров семейства друг от друга заключается в числе и виде дополнений к базовой архитектуре, а именно: внутренней памяти на кристалле, таймере, последовательных и параллельных портов. Кроме того, процессоры ADSP-21msp58/59 имеют на кристалле аналоговый интерфейс для обработки смешанных аналоговых/цифровых сигналов.
Функциональные устройства:
• Вычислительные устройства - Каждый процессор семейства содержит три независимых вычислительных устройства с полным набором функциональных возможностей: арифметико-логическое устройство (АЛУ), умножитель-накопитель (умножитель) и устройство (циклического) сдвига. Вычислительные устройства обрабатывают данные разрядностью 16 бит и поддерживают вычисления с повышенной точностью.
•Генераторы адреса данных и программный автомат - Два генератора адреса данных и программный автомат генерируют адреса для доступа к памяти на кристалле или внешней памяти. Программный автомат поддерживает команды условного перехода за один цикл и организует выполнение циклов программы с нулевыми затратами ресурсов. Два генератора адреса данных позволяют
одновременно генерировать адреса для выборок двух операндов. Программный автомат и генератор адреса данных обеспечивают постоянную загрузку вычислительных устройств, максимизируя, таким образом, их производительность.
• Память - В семействе ADSP-2100 используется модифицированная гарвардская архитектура, при которой данные хранятся в памяти данных, а память программы содержит как команды, так и данные. Все процессоры семейства ADSP-2100 имеют ОЗУ на кристалле, которое включает часть пространства памяти программы и часть пространства памяти данных. Быстродействие памяти на кристалле позволяет процессору выбирать два операнда (один - из памяти данных, и один - из памяти программы) и команду (из памяти программы) за один цикл.
• Последовательные порты - Последовательные порты обеспечивают полное сопряжение с аппаратными средствами реализации компандирования. Поддерживается компандирование и с А-, и с ^-характеристикой. Порты непосредственно сопрягаются со многими типами последовательных устройств. Каждый порт может генерировать программируемые внутренние тактовые синхроимпульсы или принимать внешние тактовые синхроимпульсы.
• Таймер - Программируемый таймер/счетчик с предварительным делителем частоты разрядностью 8 бит обеспечивает генерацию периодических прерываний.
• Порт интерфейса хост-машины - Порт интерфейса хост-машины обеспечивает прямое соединение (без буферных логических схем) с хост-процессором. Порт интерфейса хост-машины имеет 16 выводов для данных и 11 управляющих выводов. Порт интерфейса хост-машины - чрезвычайно гибкое устройство, у которого есть возможности, позволяющие осуществлять простое сопряжение с множеством хост-процессоров. Например, процессоры Motorola 68000, Intel 8051, или другие процессоры семейства ADSP-2100 легко подсоединяются к порту интерфейса хост-машины.
• Порты прямого доступа к памяти - Имеющиеся в процессоре ADSP-2181 порт прямого доступа к внутренней памяти (IDMA) и порт прямого побайтового доступа к памяти (BDMA) обеспечивают эффективную передачу данных в и из внутренней памяти. Внутренний порт доступа к памяти имеет 16-разрядную мультиплексированную шину адреса и данных и поддерживает работу с 24-разрядной памятью программы. Запись данных в этот порт осуществляется асинхронно и не влияет на быстродействие процессора ADSP-2181. Порт прямого доступа к памяти с байтовой организацией позволяет осуществлять начальную загрузку и хранение данных и команд программы.
• Аналоговый интерфейс - Некоторые процессоры семейства имеют на кристалле средства поддержки обработки смешанных аналоговых/цифровых сигналов. Эти средства включают аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), аналоговые и цифровые фильтры и средства параллельного сопряжения с базовой архитектурой процессора. Преобразователи используют сигма-дельта модуляцию для получения выборки из сигнала с избыточной дискретизацией.
Архитектура процессоров семейства ADSP-2100 имеет высокую степень параллелизма, отвечающую требованиям цифровой обработки сигналов. За один цикл любой процессор семейства может:
• Сгенерировать новый программный адрес.
• Выбрать следующую команду.
• Выполнить одну или две операции пересылки данных.
• Обновить один или два указателя адреса данных
• Выполнить вычисление.
В течение одного и того же цикла процессоры, имеющие соответствующие функциональные устройства, могут:
• Принять и/или передать данные через последовательный(ые) порт(ы).
• Принять и/или передать данные через порт интерфейса хост-машины.
• Принять и/или передать данные через аналоговый интерфейс.
• Принять и/или передать данные через DMA порты.
Интерфейс системы и памяти
В каждом процессоре семейства ADSP-2100 внутренняя память соединяется с другими функциональными устройствами посредством четырех расположенных на кристалле шин: шины адреса памяти данных, шины данных памяти данных, шины адреса памяти программы и шины данных памяти программы. Одна внешняя шина адреса и одна внешняя шина данных выводятся вне кристала; эти шины могут использоваться для доступа либо к памяти программы, либо к памяти данных.
Внешние устройства могут управлять шинами, формируя сигналы запроса/предоставления шины (BR и BG). Процессоры семейства ADSP-2100 могут продолжать работу, даже если шины предоставлены другому устройству управления, до тех пор, пока не потребуются операции с внешней памятью.
Все процессоры семейства поддерживают отображенные в карте памяти периферийные устройства при помощи генерации программируемых состояний ожидания.
Цепь загрузки обеспечивает автоматическую загрузку памяти программы на кристалле после запуска. Это может быть сделано или через интерфейс памяти с одного СППЗУ, или через порт интерфейса хост-машины с хост-процессора, или через порт прямого побайтового доступа к памяти процессора ADSP-2181. Многочисленные программы могут быть отобраны и загружены без каких-либо дополнительных аппаратных средств.
Процессоры семейства ADSP-2100 отличаются по их ответу на прерывания, инициированные пользователем. Во всех случаях программный автомат позволяет процессору обработать прерывание с минимальной задержкой. Прерывания могут быть расположены в порядке их приоритета без дополнительной задержки. Внешние прерывания могут быть настроены на срабатывание по фронту или по уровню. Внутренние прерывания могут генерироваться таймером, портом интерфейса хост-машины, последовательными портами и портом прямого побайтового доступа к памяти.
Набор команд
Семейство ADSP-2100 имеет унифицированный единый набор команд, постепенно расширяющийся сверху вниз с увеличением степени интеграции. Процессоры ADSP-2171, ADSP-2181 и ADSP-21msp58/59 имеют ряд дополнительных и усовершенствованных команд.
Набор команд семейства ADSP-2100 обеспечивает гибкость в пересылке данных. Многофункциональные команды соединяют одну или более пересылки данных с вычислениями. Каждая команда может быть выполнена за один цикл процессора. В языке ассемблер для читаемости и легкости кодирования используется алгебраический синтаксис. Имеется набор программных и аппаратных средств, обеспечивающих отладку программы.