CN1728107A

CN1728107A - 用于数字信号处理器的实时调试装置

Info

Publication number: CN1728107A
Application number: CN 200510016524
Authority: CN
Inventors: 李桂菊; 王延杰
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2006-02-01

Abstract

本发明属于数字信号处理技术领域，是一种用于数字信号处理器的实时调试装置，由目标板、调试器板、计算机三部分构成。目标板包括LVTTL总线接口，数据总线接口转换电路，地址和控制总线接口转换电路，LVDS总线接口。实时调试器板包括LVDS总线接口，数据总线接口转换电路，地址和控制总线接口转换电路，可编程逻辑器件4，单片机，串口转换器件。目标板与调试器板通过LVDS总线接口双向连接，调试器板与计算机通过标准串口转换电路双向连接。本发明解决了现有技术中不能监视变量的实时变化及在应用现场联调不方便的问题，有利于复杂算法的实时调试，缩短开发时间，传输距离可超过20米，适合于目标板放在复杂环境中进行联机调试。

Description

用于数字信号处理器的实时调试装置

技术领域

本发明属于数字信号处理技术领域，涉及数字信号处理器仿真系统，具体地说是一种用于数字信号处理器的实时调试装置。

背景技术

在现有的数字信号处理中，实时调试装置的结构框图如图1所示：包括含有数字信号处理器的目标板1、JTEG口仿真器2、计算机3。

自从80年代初单片数字信号处理器芯片诞生以来，实时数字信号处理器技术在国民经济和社会生活的各个方面得到了广泛的应用，并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。但在数字信号处理器芯片的开发调试过程中，开发工具的功能是否齐全，使用是否方便，在很大程度上将影响数字信号处理器系统的开发周期以及产品上市时间。数字信号处理器芯片的开发工具通常借助于计算机，即采用主机-仿真器-目标板的方法构成开发环境。主机选用计算机，目标板为装有数字信号处理器芯片的硬件系统，仿真器一端通过JTAG接口和目标板连接，仿真器另一端和计算机的串口、并口或USB口相连(视具体仿真器而定)，通过JTAG接口，仿真器能够观察到数字信号处理器内的所有存储器和寄存器。但在实际使用过程中发现基于JTAG接口的仿真器要监视变量或设断点时就要降速运行，因此对于流式数据的视频图像处理而言，不能实时监视变量的变化情况，另外仿真器与目标板距离较短约10厘米，而仿真器与计算机的距离约1米，这使得在应用现场有时很不方便。

发明内容

为了解决现有技术中基于JTAG接口的仿真器对于流式数据的视频图像处理不能实时监视变量的变化情况，及仿真器与目标板距离较短在应用现场有时很不方便的问题，本发明提供一种可实时监视变量变化情况的用于数字信号处理器的实时调试装置。该装置与目标板的距离可达20米以上。

本发明由目标板1，调试器板4，计算机3三部分构成，其中的调试器板4代替现有技术中的仿真器2。

本发明的结构如图2所示。

本发明目标板1包括数字信号处理器的LVTTL总线接口1-1，数据总线作为输出总线时接口转换电路1-2，数据总线作为输入总线时接口转换电路1-3，地址和控制总线接口转换电路1-4，LVDS总线接口1-5。LVTTL总线接口1-1通过接口转换电路1-2，1-3，1-4与LVDS总线接口1-5相连接。本发明目标板1中，数据总线接口转换电路1-2信号传输是单向的，从LVTTL总线接口1-1到LVDS总线接口1-5，数据总线接口转换电路1-3信号传输是单向的，从LVDS总线接口1-5到LVTTL总线接口1-1，由数据总线接口转换电路1-2和数据总线接口转换电路1-3构成了双向数据总线。地址、控制总线接口转换电路1-4的信号传输是单向的，从LVTTL总线接口1-1到LVDS总线接口1-5。

实时调试器板4包括LVDS总线接口4-1，数据总线作为输出总线时接口转换电路4-2，数据总线作为输入总线时接口转换电路4-3，地址和控制总线接口转换电路4-4，可编程逻辑器件4-5，单片机4-6，串口转换器件4-7。本发明调试器板4中，数据总线接口转换电路4-2信号传输是单向的，从LVDS总线接口4-1到可编程逻辑器件4-5，数据总线接口转换电路4-3信号传输是单向的，从可编程逻辑器件4-5到LVDS总线接口4-1，由数据总线接口转换电路4-2和数据总线接口转换电路4-3构成了双向数据总线。地址、控制总线接口转换电路4-4的信号传输是单向的，从LVDS总线接口4-1到可编程逻辑器件4-5。由可编程逻辑器件4-5到单片机4-6信号传输是双向的，由单片机4-6到串口转换器件4-7信号传输也是双向的。

目标板1与调试器板4用40芯电缆将LVDS总线接口1-5和LVDS总线接口4-1双向连接，调试器板4与计算机3通过标准串口转换电路4-7双向连接。

由于大规模现场可编程门阵列的广泛应用，因此通常使用数字信号处理器都是将其数据总线、地址总线和控制信号连到现场可编程门阵列中。利用现场可编程门阵列I/O管脚可灵活配置成输入、输出或双向传输的特性，将数据总线配置成双向传输，地址和控制总线配置成输出方式。连到数字信号处理器的LVTTL总线接口上。

本发明的数字信号处理器的LVTTL总线接口1-1将LVTTL电平的数据、地址和控制信号经过接口转换电路转换成LVDS电平标准，送到LVDS总线接口进行长线传输，增大目标板和调试器板的距离；在实时调试器板中，将来自目标板上LVDS的数据、地址和控制信号经过接口转换电路再转成LVTTL电平，提供给可编程逻辑器件进行锁存，单片机读取可编程逻辑器件锁存后的数据，将其转成串行信号从单片机串口送到串口电平转换器件转成标准232格式发送到计算机中。同时单片机读取计算机串口送来数字信号处理器的程序数据后将其送到可编程逻辑器件中锁存，锁存后的数据再经过两次电平转换电路送到数字信号处理器中，数字信号处理器上电的自动加载程序为从计算机读程序代码，读完后执行该代码。本发明中，地址、控制信号是单向的，从目标板到调试器板，而数据信号是双向的，将所要监视的变量从目标板送到调试器板，将程序数据从调试器板读到目标板中。

各部件连接关系：在目标板上，数字信号处理器的LVTTL总线接口1-1，该总线接口包括数据总线、地址总线和控制信号，数据总线作为输出总线时和接口转换电路1-2相连、总线接口1-1的数据总线作为输入总线时和接口转换电路1-3相连、总线接口1-1输出的地址总线和控制信号和接口转换电路1-4相连。将接口转换电路1-2，1-3，1-4LVDS端和LVDS总线接口1-5相连。

在实时调试器板上，LVDS总线接口4-1的数据总线作为输出总线时和接口转换电路4-2相连、LVDS总线接口4-1的数据总线作为输入总线时和接口转换电路4-3相连、LVDS总线接口4-1的地址总线及控制信号和接口转换电路4-4相连，将接口转换电路4-2，4-3，4-4的LVTTL端和可编程逻辑器件4-5相连，可编程逻辑器件4-5锁存后的数据和单片机4-6相连，单片机4-6的串口数据经过串口电平转换芯片4-7后和计算机3相连。

由于本发明中将数字信号处理器中所要观察的数据直接送到计算机中，实现了数字信号处理器和计算机的实时通讯，可以实时观察局部变量及任何所感兴趣数据的变化情况。解决现有技术中不能监视变量的实时变化及在应用现场联调不方便的问题，本发明有利于复杂算法的实时调试，缩短开发时间，同时由于调试器板与目标板之间采用差分信号传输，传输距离可超过20米，适合于目标板放在复杂的工作环境中进行联机调试。

附图说明

图1是现有技术用于数字信号处理器的实时调试器结构框图。图中1为含有数字信号处理器的目标板、2为JTEG口仿真器、3为计算机。

图2是本发明结构图。图中1-1为LVTTL总线接口，1-2为接口转换电路，1-3为接口转换电路，1-4为接口转换电路，1-5为LVDS总线接口，4-1为实时调试器板上的LVDS总线接口，4-2为接口转换电路，4-3为接口转换电路，4-4为接口转换电路，4-5为可编程逻辑器件，4-6为单片机，4-7为串口转换器件，3为计算机。

图3是本发明一个实施例在目标板上的电路结构图。

图4是本发明一个实施例在调试器板上的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

LVTTL是低电压晶体管-晶体管逻辑，LVDS是低电压差分信号。

本发明的实施例按如图2所示的结构框图实现，包括目标板上数字信号处理器的LVTTL总线接口1-1、数据总线作为输出总线时接口转换电路1-2、数据总线作为输入总线时接口转换电路1-3、地址和控制总线接口转换电路1-4、LVDS总线接口1-5、实时调试器板上的LVDS总线接口4-1、数据总线作为输出总线时接口转换电路4-2、数据总线作为输入总线时接口转换电路4-3、地址和控制总线接口转换电路4-4、可编程逻辑器件4-5、单片机4-6、串口转换器件4-7、计算机3。其中，1-1、1-2、1-3、1-4、1-5在目标板上，4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6、4-7在实时调试器板上。

图3、图4是本发明的一个具体实施例，数字信号处理器的LVTTL总线接口1-1是数字信号处理器的信号经过现场可编程门阵列后输出到20芯插座上的数据、地址和控制信号；数据总线作为输出总线时接口转换电路1-2采用2片DS90LV047，数据总线作为输入总线时接口转换电路1-3采用两片DS90LV048；地址和控制总线接口转换电路1-4采用2片DS90LV047；目标板上LVDS总线接口1-5采用40芯插座，实时调试器板上LVDS总线接口4-1采用40芯插座，数据总线作为输出总线时接口转换电路4-2采用2片DS90LV048、数据总线作为输入总线时接口转换电路4-3采用2片DS90LV047、地址和控制总线接口转换电路4-4采用2片DS90LV048、可编程逻辑器件4-5采用EPM7128E、单片机4-6采用P8051、串口转换器件4-7采用MAX232、计算机3是任一带有串口的计算机。目标板和实时调试器板通过40芯电缆连接，由于采用LVDS传输，传输距离可超过20米。

实施例的连接关系如下：数据总线的LVTTL格式表示为D[7:0]，数据总线的LVDS格式表示为D₊[7:0]、D_-[7:0]，地址总线的LVTTL格式表示为A[4:0]，地址总线的LVDS格式表示为A₊[4:0]、A_-[4:0]，控制信号的LVTTL格式表示为RD，WR，CS，控制信号的LVDS格式表示为RD₊、RD_-，WR₊、WR_-，CS₊、CS_-。DS90LV047器件把LVTTL转换成LVDS电平标准，如：D[7:0]转换成D₊[7:0]、D_-[7:0]；DS90LV048器件把LVDS转换成LVTTL电平标准，如：D₊[7:0]、D_-[7:0]转换成D[7:0]；

在目标板1上，数字信号处理器的LVTTL总线接口1-1的数据总线D[7:0]作为输出总线时经过两片DS90LV047转换成LVDS格式D₊[7:0]、D_-[7:0]、数据总线D[7:0]作为输入总线时接收两片DS90LV048来的LVDS数据总线信号、总线接口输出的地址总线A[4:0]和读信号RD、写信号WR、片选信号CS经过两片DS90LV047转换成LVDS格式A₊[4:0]、A_-[4:0]，RD₊、RD_-，WR₊、WR_-，CS₊、CS_-。将D₊[7:0]、D_-[7:0]，A₊[4:0]、A_-[4:0]，RD₊、RD_-，WR₊、WR_-，CS₊、CS_-连到40芯LVDS总线接口插座上，目标板40芯LVDS总线接口插座和实时调试器板上的40芯LVDS总线接口插座经过40芯电缆连接。

在实时调试器板4上，LVDS总线接口的数据总线D₊[7:0]、D_-[7:0]作为输出总线时经过两片DS90LV048转换成LVTTL电平D[7:0]和EPM7128的IO[7:0]相连、LVDS总线接口4-1的数据总线D₊[7:0]、D_-[7:0]作为输入总线时接收两片DS90LV047输入的LVTTL电平D[7:0]、总线接口4-1的地址总线A₊[4:0]、A_-[4:0]及控制信号RD₊、RD_-，WR₊、WR_-，CS₊、CS_-经过两片DS90LV048转换成LVTTL电平的A[4:0]、RD、WR、CS和EPM7128的IO[12:8]、IO13、IO14、IO15相连，P8051的数据地址复用线AD[7:0]和EPM7128的IO[23:16]相连，P8051的高八位地址线A[15:8]和EPM7128的I0[31:24]相连，P8051的两个中断信号INT1，INT0和EPM7128的IO32，IO33相连，P8051的控制信号MRD、MWR、ALE分别和EPM7128的IO34，IO35，IO36相连，P8051的串口信号TXD、RXD和MAX232的TIN、ROUT相连，MAX232的TOUT、RIN和计算机串口相连。

Claims

1、一种用于数字信号处理器的实时调试装置，由目标板(1)、JTEG口仿真器(2)、计算机(3)三部分构成，其特征是用调试器板(4)代替JTEG口仿真器(2)；所述的目标板(1)包括数字信号处理器的LVTTL总线接口(1-1)，数据总线作为输出总线时接口转换电路(1-2)，数据总线作为输入总线时接口转换电路(1-3)，地址和控制总线接口转换电路(1-4)，LVDS总线接口(1-5)；所述的实时调试器板(4)包括LVDS总线接口(4-1)，数据总线作为输出总线时接口转换电路(4-2)，数据总线作为输入总线时接口转换电路(4-3)，地址和控制总线接口转换电路(4-4)，可编程逻辑器件(4-5)，单片机(4-6)，串口转换器件(4-7)。

2、根据权利要求1所述的用于数字信号处理器的实时调试装置，其特征是目标板(1)中的LVTTL总线接口(1-1)通过接口转换电路(1-2)、(1-3)、(1-4)与LVDS总线接口(1-5)相连接，接口转换电路(1-2)从LVTTL总线接口(1-1)到LVDS总线接口(1-5)的信号传输是单向的，接口转换电路(1-3)从LVDS总线接口(1-5)到LVTTL总线接口(1-1)的信号传输是单向的，由接口转换电路(1-2)和接口转换电路(1-3)构成了双向数据总线，地址、控制总线接口转换电路(1-4)从LVTTL总线接口(1-1)到LVDS总线接口(1-5)的信号传输是单向的；调试器板(4)中的接口转换电路(4-2)从LVDS总线接口(4-1)到可编程逻辑器件(4-5)的信号传输是单向的，接口转换电路(4-3)从可编程逻辑器件(4-5)到LVDS总线接口(4-1)的信号传输是单向的，由接口转换电路(4-2)和接口转换电路(4-3)构成了双向数据总线，地址、控制总线接口转换电路(4-4)从LVDS总线接口(4-1)到可编程逻辑器件(4-5)的信号传输是单向的，由可编程逻辑器件(4-5)到单片机(4-6)信号传输是双向的，由单片机(4-6)到串口转换器件(4-7)信号传输也是双向的；目标板(1)与调试器板(4)用40芯电缆将LVDS总线接口(1-5)和LVDS总线接口(4-1)双向连接，调试器板(4)与计算机(3)通过标准串口转换电路(4-7)双向连接。

3、根据权利要求2所述的用于数字信号处理器的实时调试装置，其特征是数字信号处理器的LVTTL总线接口(1-1)是数字信号处理器的信号经过现场可编程门阵列后输出到20芯插座上的数据、地址和控制信号；目标板(1)上接口转换电路(1-2)采用两片DS90LV047，接口转换电路(1-3)采用两片DS90LV048，地址和控制总线接口转换电路(1-4)采用两片DS90LV047，LVDS总线接口(1-5)采用40芯插座；实时调试器板(4)上LVDS总线接口(4-1)采用40芯插座，接口转换电路(4-2)采用两片DS90LV048，接口转换电路(4-3)采用两片DS90LV047，地址和控制总线接口转换电路(4-4)采用两片DS90LV048，可编程逻辑器件(4-5)采用EPM7128E，单片机(4-6)采用P8051，串口转换器件(4-7)采用MAX232；计算机(3)是任一带有串口的计算机。