CN101281507A - Usb接口型dsp实时仿真开发系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种USB接口型DSP实时仿真开发系统，属于电学类数字信号处理领域，该发明由DSP实时仿真器主机、DSP实时仿真器POD、外接5V电源、POD线、JTAG线、USB线六个部分组成。该发明需配合客户的PC机、DSP/ARM目标板一起使用。它们的连接关系是：主机通过USB电缆和PC机相连接，主机和POD之间用POD电缆连接，POD与DSP/ARM目标板之间用JTAG线连接，外接5V电源给主机及POD供电。本发明系统采用USB2.0接口；本发明可以对DSP/ARM实时仿真；仿真时，实时数据交换能力达2MB/s；本发明支持0.5V～5V目标系统电压；本发明仿真时钟可调，调整范围：TCK500KHz～35MHz。
Description
技术领域
本发明涉及电学类数字信号处理领域，具体涉及一种USB接口型DSP实时仿真开发系统。
背景技术
数字信号处理技术是当今信息化时代的基础，数字信息处理技术的平台是数字信号处理器(Digital Signal Processor)，包括DSP、FPGA(FieldProgrammable Gate Array)、ARM、MCU、CPU、PowerPC等等。为争夺这一巨大的市场，器件生产巨头例如Ihtel、TI即美国德州仪器公司、Motorola、Samsung、ADI等纷纷推出自己的数字信号处理器，并提供对其芯片仿真的逻辑，以便于客户对他们所选的芯片进行仿真测试。但由于各家的芯片内部结构不一样，其仿真测试逻辑也不一样，使得一家的仿真器(如仿真TI芯片的仿真器)不能仿真其他家(如ADI)的芯片。
美国德州仪器公司(即“TI”)开发了一系列DSP及ARM芯片，并将对这些芯片仿真的逻辑集成到一颗芯片内-测试总线控制器芯片SN74ACT8990。其国际性第三方合作伙伴可以使用该芯片开发针对TI DSP及ARM的仿真开发系统。
下面是本发明的相关缩略词和一些相关名词的解释：
1)、8051是指Net2280控制器中内含的8051单片机；
2)、POD是一个英文单词，意思为可分离的舱，仿真开发系统硬件由一个大板子、一个小板子、电源及一些连接线组成，大板叫做仿真器主机，小板叫它“仿真器POD”；
POD上使用的是一种能抗强电磁干扰的“微同轴屏蔽电缆”，一头为20芯“微同轴屏蔽电缆”，叫它POD线；一头为10芯“微同轴屏蔽电缆”，叫它JTAG线。
3)、CCS：Code Composer Studio，代码开发集成环境；
4)、TBC：Test-bus Controllers，测试总线控制器；
5)、DMA：Direct Memory Access，直接存储器访问；
6)、FIFO：First In First Out，先进先出存储器；
7)、JTAG：Joint Test Action Group，联合测试行动工作组；
8)、HS-RTDX：High Speed Real-Time Data exchange，高速实时数据交换；
9)、PCI：Peripheral Component Interconnect，外设组件互连标准；
10)、RTDX：Real-Time Data exchange，实时数据交换；
11)、SEPK：Sourceless Emulator Porting Kit，无源码的仿真器移植工具箱；
12)、USB：Universal Serial Bus，通用串行总线。
申请人从事TI DSP开发多年，了解TI的数字信号处理器(DSP及ARM)及仿真逻辑。利用SN74ACT8990开发了专门仿真TI DSP及ARM的DSP仿真器。同时充分利用SN74ACT8990芯片的闲置管脚：EMU0及EMU1，并在仿真器中使用可编程DSP芯片TMS320C6202及Altera公司的FPGA芯片EP1K50进行实时信号处理，使仿真器具备了实时仿真功能。
通常的做法是使用TMS320C6202芯片的HPI口引出PCI，使该实时仿真器成为PCI型实时仿真器。但PCI接口对使用人来讲，插拔不方便。本发明使用了Net chip公司的NET2280，该芯片同时具备PCI、USB外围接口，同时片内具有一个8051单片机，通过给该单片机编程，即可完成从PCI接口到USB接口的转换。这是本发明的重要特点之一。
DSP实时仿真器，由于运行速度快，在其进行仿真和数据传输时，如果外界电磁环境或客户的目标板设计得不理想时，会出现传输误码。为此，本发明了使用Cypress的可编程时钟芯片ICD2053，实现DSP实时仿真器的仿真速度可调，这样电磁环境好时，本范明可以提高仿真速度；电磁环境差时，降低仿真速度，以保证数据传输的可靠性，这项技术也是本发明中的重要亮点之一。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种客户不需要打开计算机机箱，方便的使用USB接口进行系统仿真；在外界电磁干扰很强时，可以降低仿真频率，可以保证可靠仿真的USB接口型DSP实时仿真开发系统，本发明的系统包括DSP实时仿真器主机、DSP实时仿真器POD、外接5V电源、POD线、JTAG线、USB线六个部分。DSP实时仿真器主机是通过USB电缆和客户PC机相连接；DSP实时仿真器主机和DSP实时仿真器POD之间通过POD线相连；DSP实时仿真器POD通过JTAG线与客户的DSP/ARM目标板相连；外接5V电源给DSP实时仿真器主机和DSP实时仿真器POD供电。
所述开发系统的软件部分包含4个部分：
1)、PC机上的软件；
2)、DSP实时仿真器主机上的芯片NET2280中包含的单片机8051上运行的软件；
3)、DSP实时仿真器主机的DSP TMS320C6202上运行的软件；
4)、DSP实时仿真器主机上EP1K50 FPGA上运行的程序
这四者的软件相互协调，主要实现PC机和目标板上处理器的通讯和对目标板进行实时仿真。
所述通讯分为两种：
1)PC机写数据到目标板上的处理器；
2)PC机读取目标板中的数据。
所述写数据包括以下步骤：
第一步：PC机给8051发数据传输描述表，8051收到数据传输描述表后，启动DMA将传输描述表写入6202的内存；
第二步：描述表发送完成后，8051给6202发中断，6202收到中断后，设置自己的寄存器准备接收来自8051的数据，并启动8051的DMA；
第三步：PC机给8051发数据，8051通过DMA向6202进行数据传输；
第四步：8051完成数据传输后，向6202发中断；
第五步：6202准备好返回的传输描述表，接收完数据后向8051发中断；
第六步：8051收到中断后启动DMA接收返回表并传给PC机，PC机接受完返回表后，8051向6202发中断，告诉6202此次写数据过程结束。
所述读数据包括以下步骤：
第一步：PC机给8051发数据传输描述表，8051收到数据传输描述表后，启动DMA将传输描述表写入6202的内存；
第二步：描述表发送完成后，8051给6202发中断；
第三步：6202准备好传输描述表和数据，在接受完描述表后向8051发中断；
第四步：8051收到中断后启动DMA将传输描述表从6202内存传到PC机；
第五步：6202设置自己的寄存器启动8051的DMA，向8051传输数据；
第六步：8051接收完数据后DSP发中断并由PC机将这部分数据读走。
本发明技术方案达到的技术效果：
1)、USB2.0接口；
2)、实时仿真，仿真时，实时数据交换(RTDX)能力达2MB/s；
3)、支持0.5V～5V目标系统电压；
4)、仿真时钟可调范围：TCK500KHz～35MHz。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明系统硬件示意图；
图3为本发明系统构架图；
图4为本发明写数据通讯流程图；
图5为本发明读数据通讯流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1为本发明的结构示意图；包括DSP实时仿真器主机1、DSP实时仿真器POD 2、外接5V电源3、JTAG线4、POD线5、USB线6，DSP实时仿真器主机1是通过USB电缆6和客户PC机相连接；DSP实时仿真器主机1和DSP实时仿真器POD2之间通过POD线5相连；DSP实时仿真器POD 2通过JTAG线4与客户的DSP/ARM目标板相连；外接5V电源3给DSP实时仿真器主机1和DSP实时仿真器POD2供电。
图2为本发明硬件系统、与PC机及客户目标板连接关系示意图。图中虚框中为DSP实时仿真器主机，带“TBC”字样的为DSP实时仿真器POD。POD主要由TBC(测试总线控制器)控制逻辑接口芯片、EMU0/EMU1通道接口芯片、可编程时钟芯片ICD2053组成，前两者充当从DSP实时仿真器主机到DSP目标板之间仿真逻辑及实时数据交换的通道，ICD2053由DSP实时仿真器主机上FPGA控制，调整仿真时钟，实现仿真时钟可变；虚框中的DSP实时仿真器主机主要由测试总线控制器SN74ACT8990芯片、DSP芯片TMS320C6202、FPGA芯片EP1K50、PCI接口芯片PCI9054、可编程PCI/USB转换控制芯片NET2280组成。SN74ACT8990完成仿真扫描逻辑，同时其EMU0/EMU1两个闲置管脚拿来做高速数据传输通道；TMS320C6202及EP1K50主要完成实时数据处理与交换，并控制SN74ACT8990的仿真扫描逻辑；PCI9054是PCI桥芯片，实现PCI接口；NET2280完成PCI接口到USB接口的转换。5V外接电源，对DSP实时仿真器主机及POD供电。
图3为本发明系统构架图，下面是对一些模块的简要说明：
1)、Code Composer Studio模块
本模块为Code Composer Studio集成开发环境，该环境对所有的仿真器都相同，本模块由TI公司提供。
2)、PC端Target Interface模块
对每个实时仿真器支持的目标系统，有一个与之对应的Target Interface模块，这些模块在CCS启动时被动态加载。由TI公司提供。
3)、PC端RTDX Support模块
高速数据交换(RTDX)支持由RTDX.DLL提供，该模块在CCS启动时加载。对所有仿真器而言，RTDX Support模块都相同。
4)、PC端ECOM Support模块
与仿真器通讯以及动态加载模块到仿真器由XDS560_ECOM.DLL实现。它是PC端Target Interface与仿真器的接口，对仿真器Windows驱动程序的调用也通过它来发起。
5)、Host COM Device Driver模块
该模块为PC端XDS560仿真器设备驱动程序。
6)、USB Buffer、DMA Channel、PCI Interface、Configure Register模块
这几个模块为NetChip2280芯片内部实现将数据在USB接口和PCI接口之间传输硬件模块，单片机8051通过Configure Register来实现对所有模块的控制和访问。
7)、8051 Firmware模块
实现数据在USB接口和PCI接口之间传输的控制，处理PCI中断。
8)、Emulator COM Device Driver模块
Emulator COM Device Driver模块与Host COM Device Driver配合实现PC和仿真器之间的信息传输。这部分模块嵌入在相应的PC端Target Interface中，CCS在启动时动态地将这些嵌入模块加载到仿真器。
9)、Emulator端Target Interface模块
该模块负责对JTAG接口的操作，它包含在仿真器主程序中。
10)、Emulator端HS-RTDX Driver模块
该模块负责HS-RTDX接口的操作，它包含在仿真器主程序中。
11)、Support Libraries
由仿真器主程序中一系列供Device Driver和Target Interface调用的函数组成。
12)、DSP/BIOS 2模块
仿真器主程序基于DSP/BIOS 2开发。DSP/BIOS 2包含于CCS2.1以上版本中。
13)、POD模块
该模块主要完成对仿真速度的调整，同时对仿真器电路的保护。
图4为本发明写数据通讯流程图，写数据包括以下步骤：
第一步：PC机给8051发数据传输描述表，8051收到数据传输描述表后，启动DMA将传输描述表写入6202的内存；
第二步：描述表发送完成后，8051给6202发中断，6202收到中断后，设置自己的寄存器准备接收来自8051的数据，并启动8051的DMA；
第三步：PC机给8051发数据，8051通过DMA向6202进行数据传输；
第四步：8051完成数据传输后，向6202发中断；
第五步：6202准备好返回的传输描述表，接收完数据后向8051发中断；
第六步：8051收到中断后启动DMA接收返回表并传给PC机，PC机接受完返回表后，8051向6202发中断，告诉6202此次写数据过程结束。
图5为本发明读数据通讯流程图，所述读数据包括以下步骤：
第一步：PC机给8051发数据传输描述表，8051收到数据传输描述表后，启动DMA将传输描述表写入6202的内存；
第二步：描述表发送完成后，8051给6202发中断；
第三步：6202准备好传输描述表和数据，在接受完描述表后向8051发中断；
第四步：8051收到中断后启动DMA将传输描述表从6202内存传到PC机；
第五步：6202设置自己的寄存器启动8051的DMA，向8051传输数据；
第六步：8051接收完数据后DSP发中断并由PC机将这部分数据读走。
Claims (5)
1、一种USB接口型DSP实时仿真开发系统，其特征是：包括DSP实时仿真器主机(1)、DSP实时仿真器POD(2)、外接5V电源(3)、JTAG线(4)、POD线(5)和USB电缆(6)，所述DSP实时仿真器主机(1)是通过USB电缆(6)和客户PC机相连接；所述DSP实时仿真器主机(1)和所述DSP实时仿真器POD(2)之间通过所述POD线(5)相连；所述DSP实时仿真器POD(2)通过所述JTAG线(4)与客户的DSP/ARM目标板相连；所述外接5V电源(3)给所述DSP实时仿真器主机(1)和所述DSP实时仿真器POD(2)供电。
2、根据权利要求1所述的USB接口型DSP实时仿真开发系统，其特征是：所述开发系统的软件部分包含4个部分：
1)、PC机上的软件；
2)、DSP实时仿真器主机(1)上的芯片NET2280中包含的单片机8051上运行的软件；
3)、DSP实时仿真器主机(1)的DSP TMS320C6202上运行的软件；
4)、DSP实时仿真器主机(1)上EP1K50 FPGA上运行的软件；
这四者的软件相互协调，主要实现PC机和目标板上处理器的通讯和对目标板进行实时仿真。
3、根据权利要求2所述的USB接口型DSP实时仿真开发系统，其特征是：所述通讯分为两种：
1)PC机写数据到目标板上的DSP/ARM处理器；
2)PC机读取目标板中的数据到PC端代码开发集成环境软件中。
4、根据权利要求3所述的USB接口型DSP实时仿真开发系统，其特征是：所述写数据包括以下步骤：
第一步：PC机给8051发数据传输描述表，8051收到数据传输描述表后，启动DMA将传输描述表写入6202的内存；
第二步：描述表发送完成后，8051给6202发中断，6202收到中断后，设置自己的寄存器准备接收来自8051的数据，并启动8051的DMA；
第三步：PC机给8051发数据，8051通过DMA向6202进行数据传输；
第四步：8051完成数据传输后，向6202发中断；
第五步：6202准备好返回的传输描述表，接收完数据后向8051发中断；
第六步：8051收到中断后启动DMA接收返回表并传给PC机，PC机接受完返回表后，8051向6202发中断，告诉6202此次写数据过程结束。
5、根据权利要求3所述的USB接口型DSP实时仿真开发系统，其特征是：所述读数据包括以下步骤：
第一步：PC机给8051发数据传输描述表，8051收到数据传输描述表后，启动DMA将传输描述表写入6202的内存；
第二步：描述表发送完成后，8051给6202发中断；
第三步：6202准备好传输描述表和数据，在接受完描述表后向8051发中断；
第四步：8051收到中断后启动DMA将传输描述表从6202内存传到PC机；
第五步：6202设置自己的寄存器启动8051的DMA，向8051传输数据；
第六步：8051接收完数据后DSP发中断并由PC机将这部分数据读走。
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| CNA2008100941739A CN101281507A (zh) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | Usb接口型dsp实时仿真开发系统 |
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Publications (1)
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| CN101281507A true CN101281507A (zh) | 2008-10-08 |
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