SU1339570A1 - Устройство дл отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть испольРеильнт сигнал зовано дл  подготовки, и отладки в реальном масштабе времени программ цифровых процессоров обработки сигналов (ЦПОС) с аналоговыми устройствами ввода-вывода (например, КМ1813ВЕ1). Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов в реальном масштабе времени. Устройство содержит блок 1 микропрограммного управлени , регистры 2 и 8, цифроаналоговый преобразователь 3, переключатель 4, фильтр 5, блок 6 сопр жени  с цифровым процессором и аналого-цифровой преобразователь7. Устройство позвол ет вводить и редактировать программу, отлаживать ее на программной модели ЦПОС, а также вести отладку в реальном масштабе времени на.тестовых сигналах, моделирующих реальный сигнал. Моделирование произ (Л С СХ 00 СО ел 1

Description

водитс  при помощи первого регистра, цифроаналогового преобразовател  и перестраиваемого фильтра, а ввод результатов обработки сигналов в устройство от ЦПОС - при помощи аналого- цифрового преобразовател  и второго

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  подготовки .и отладки в реальном масштабе времени программ специализированных однокристальных БИС цифровых процессоров обработки сигналов (ЦПОС) с аналоговыми устройствами ввода-вывода.

Цель изобретени  - расширение фун кциональных возможностей устройства за счет обеспечени  отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов в реальном масштабе времени.

На фиг,1 представлена структурна  схема устройства дл  отладки про- . грамм; на фиг.2 - функциональна  схема фильтра; на фиг.З - алгоритм работы устройства дл  отладки программ.

Устройство дл  отладки программ (фиг.1) содержит блок 1 программного управлени , выход которого соединен с входом первого регистра 2, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразовател  (ЦАП) 3, вы- ход последнего соединен с первым входом переключател  4, второй вход которого подключен к источнику реальных сигналов, выход переключател  4 соединен с входом фильтра 5, выход кото- рого соединен с входом блока 6 сопр жени  с цифровым процессором обработки , выход блока 6 соединен с входом аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 7, выход которого соединен с входом второго регистра 8, выход вто- рого регистра соединен с входом блока 1 программного управлени . К входам- выходам блока 6 непосредственно подключают входы и выходы ЦПОС.

Фильтр 5 (фиг,2) содержит операционный усилитель (ОУ) 9 емкость 10 галетный переключатель 11, набор резисторов 12. Выход ОУ 9  вл етс  выходом перестраиваемого фильтра 5.

регистра. Кроме этого, устройство позвол ет программировать ЦПОС, испытывать его на реальных сигналах, документировать и хранить отлаженную программу на внешних устройствах, 3 ил.

Емкость 10 включена в обратной . св зи ОУ 9 между его выходом и инвертирующим входом..Неинвертирующий вход ОУ 9 соединен с общим проводом. Га-, летный переключатель 11 подключает вход перестраиваемого фильтра 5 к инвертирующему входу ОУ 9 через один из резисторов 12.1, 12.2,.. .,12.N и таким образом осуществл етс  подстройка полосы пропускани  перестраиваемого фильтра 5 под заданный тестовый сигнал.

Номиналы резисторов 12.1, -12.2, ...,12.N и емкости 10 определ ют частоту среза перестраиваемого фильтра 5, котора  равна половине частоты дискретизации входного сигнала. Конкретные значени  ч.астоты среза определ ютс  областью применени  устройств, используюш х ЦПОС. Например, при геофизических исследовани х скважин , частота входного сигнала (F-СГ) находитс  в диапазоне О - 400 Тц, Частоту дискретизации (F-Д) входного сигнала дл  задач геофизики обычно выбирают в диапазоне - СГ - - СГ. По- этому достаточно четырех значений F-Д: , , ., , которые задаютс  галетным переключателем 11. Значени  резисторов 12 и емкости 10 рассчитываютс  по формуле

, где R - значени  резисторов 12,1,

12.2,...,12N, ОмН; С - значение емкости 10, Ф,

В качестве блока 1 можно использовать мини- или микроэвм, а также специализированные микроэвм при построении автономных устройств отладки программ ЦПОС в услови х реального применени  аппаратуры (полевые, на борту ) . Если использовать микроЭВМ типа СМ-1800, то дл  сопр жени  с первым регистром 2 можно применить модуль

вывода дискретных сигналов СМ-1800 9303, а с вторым регистром 8 - модул ввода дискретных сигналов СМ 1800 9301. Переключатель 4 - это переключатель на два фиксированных положени  (например, П2К) . В качестве ЦАП 3 можно использовать БИС К572ПА1, АЦП 7 - БИС Е1113ПВ1, первый регистр 2 и второй регистр 8 можно реализовать на БИС КР580ИР82, операционный усилитель 9 - на ИС К140УД17.

Предлагаемое -устройство дл  отладки программ (фиг,1) позвол ет вьшол- нить всю последовательность работ по отладке программы ЦПОС (например, КМ1813ВЕ1). На нем, как и на SDK - 2920 KIT, производитс  ввод, редактирование и трансл ци  программ, программирование БИС ЦПОС и испытание программ на реальных сигналах. Кроме того, предлагаемое устройство позвол ет выполнить отладку программ в нереальном масштабе времени на про35

40

граммной модели самого ЦПОС, докумен- 25 Если полученньш результат не удовлет- тирование и хранение программ на со- ответствующем периферийном оборудовании , что возможно на SDK-2920 К1Т только при использовании системы от ладки lutellec. Дополнительно к этому зо предлагаемое устройство позвол ет выполн ть отладку программ ЦПОС на тестовых сигналах в реальном масштабе времени. Программа управлени  процессом отладки разрабатьгоаетс  дл  каждого отлаживаемого алгоритма ЦОС и хранитс  в ОЗУ блока 1.

Подготовка программы дл  ЦПОС на предлагаемом устройстве осуществл етс  следующим образом.(фиг.3). Сначала программа вводитс  в ОЗУ блока 1 с его клавиатуры или с системного внешнего устройства, или с ранее запрограммированной БИС ЦПОС. С клавиатуры программа вводитс  на  зыке АССЕЬКЛЕР. Далее программу можно скорректировать штатным редактором тестов блока 1, Перед отладкой программы ЦПОС транслируетс  с  зыка АССЕМБЛЕР в коды команд ЦПОС. Отладка в нереальном масштабе времени на программной модели ЦПОС позвол ет выводить на экран или печать содержимое внутренних блоков ЦПОС ( чейки ОЗУ, результат в АЛУ и т.д.) и результат работы отлаживаемой программы. Если программа работает неправильно, то процесс подготовки начинают с повторной коррекции программы, а отлаженвор ет разработчика, то процесс подготовки программы начинаетс  с ее редактировани . .

Таким образом, отладка программ ЦПОС в реальном масштабе времени производитс  на тестовых сигналах без привлечени  дополнительных технических средств путем исследовани  реакции защитой в ЦПОС программы на воздействие тестового сигнала. Такой режим отладки позвол ет сократить число выездов к месту реальной эксплуатации аппаратуры, использующей БР1С ЦПОС. После отладки производитс  испытание работы ЦПОС в реальном масштабе времени на реальных сигналах и только после этого подготовка программы считаетс  законченной.

Рассмотрим, например, отладку про- 45 граммы обработки на ЦПОС КМ1813ВЕ1 геофизического сигнала произвольной самопол ризации, частотный спектр которого О - 400 Гц ( Гц). Сначала программа.вводитс  в ОЗУ блока 1, редактируетс  и транслируетс  в микрокоманды ЦПОС. Далее выполн етс  ее предварительна  отладка в нереальном времени на программной модели ЦПОС и программирование БИС ЦПОС. После этого осуществл етс  отладка на тестовых сигналах, дл  чего в ОЗУ блока 1 ввод тс  значени  отсчетов тестового сигнала, задаютс  интервалы : ремени между выдачей на ЦАП 3 теку50

55

ную таким образом программу записывают во внутреннее ППЗУ программ ЦПОС при помощи схемы программировани . Перед отладкой в реальном времени в блок 1 вводитс  программа управлени  процессом отладки, задаютс  параметры тестового сигнала и режим индикации результатов работы отлаживаемой

0 программы. Отладка в реальном времени на тестовых сигналах производитс  путем моделировани  реальных сигналов и подачи их на вход ЦПОС при помощи первого регистра 2, ЦАП 3, переключа5 тел  4, перестраиваемого фильтра 5 и фиксации а ОЗУ блока 1 результатов работы отлаживаемой программы на выходе ЦПОС при помощи АЦП 7 и второго регистра 8. После накоплени  в реаль0 ном масштабе времени необходимого количества отсчетов выходного сигнала ЦПОС блок 1 индицирует выходной сигнал на системном внешнем устройстве во временной или частотной области.

35

0

25 Если полученньш результат не удовлет- зо

вор ет разработчика, то процесс подготовки программы начинаетс  с ее редактировани . .

Таким образом, отладка программ ЦПОС в реальном масштабе времени производитс  на тестовых сигналах без привлечени  дополнительных технических средств путем исследовани  реакции защитой в ЦПОС программы на воздействие тестового сигнала. Такой режим отладки позвол ет сократить число выездов к месту реальной эксплуатации аппаратуры, использующей БР1С ЦПОС. После отладки производитс  испытание работы ЦПОС в реальном масштабе времени на реальных сигналах и только после этого подготовка программы считаетс  законченной.

Рассмотрим, например, отладку про- 5 граммы обработки на ЦПОС КМ1813ВЕ1 геофизического сигнала произвольной самопол ризации, частотный спектр которого О - 400 Гц ( Гц). Сначала программа.вводитс  в ОЗУ блока 1, редактируетс  и транслируетс  в микрокоманды ЦПОС. Далее выполн етс  ее предварительна  отладка в нереальном времени на программной модели ЦПОС и программирование БИС ЦПОС. После этого осуществл етс  отладка на тестовых сигналах, дл  чего в ОЗУ блока 1 ввод тс  значени  отсчетов тестового сигнала, задаютс  интервалы : ремени между выдачей на ЦАП 3 теку0

5

щего и следующего отсчетов, режим индикации результатов работы ЦПОС.

Режим отладки в реальном масштабе времени работает под управлением специализированной программы. Например, процесс отладки программы, реализующей на ЦПОС цифровой фильтр, производитс  путем исследовани  реакции запрограммированной БИС ЦПОС на воздей- ю расширени  функциональных возможносствие одиночного импульса (фиксируетс  импульсна  характеристика фильтра). При этом по управл ющей программе блока Т через программно задаваемые интервалы времени загружает в первый регистр 2 дискретные значени  моделируемого сигнала. Каждое текущее значение первый регистр 2 выдает на ЦАП 3, который вырабатывает на выходе аналоговый сигнал, поступающий через переключатель 4 на вход перестраиваемого фильтра 5, с выхода которого через блок 6 тестовый сигнал подаетс  на вход ЦПОС.

Таким образом формируетс  модель реального сигнала. При помощи галет- ного переключател  11 производитс  подстройка полосы пропускани  перестраиваемого фильтра 5 на формируемый тестовый сигнал. С выхода ЦПОС аналоговый сигнал через блок 6 поступает на ЦПА 7, с выхода которого через второй регистр 8 подаетс  на блок 1, Каждый отсчет выходного сигнала ЦПОС в реальном масштабе времени заноситс  в ОЗУ блока 1. После накоплени  за-.: данного числа отсчетов результат обработки входного сигнала ЦПОС индицирует - с  на терминале или документируетс .

тей устройства за счет обеспечени  отладки программ цифровых процессоров в реальном масштабе времени, в устройство введены первый и второй ре15 гистры, цифроаналоговый преобразователь , переключатель, аналого-цифровой преобразователь и фильтр, причем информационный выход блока программного управлени  соединен с входом

20 первого регистра, выход которого че- рез цифроаналоговый преобразователь соединен с первым неподвижным контактом переключател , вход реального сигнала устройства соединен с вторым

25 неподвижным контактом переключател , выход -которого соединен с входом фильтра, выход фильтра через первый вход блока сопр жени  с цифровьм процессором обработки соединен с выходом

30 устройства, аналоговый вход устройства соединен с вторым аналоговым входом блока сопр жени  с 1щфровьм процессором обработки, выход которого соединен с входом аналого-цифро j- .Boro преобразовател , вьпсод которого соединен с входом второго регистра, выход второго регистра соединен с информационным входом блока программного управлени .

fpuz.2

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов , содержащее блок программного управлени  и блок сопр жени  с цифровым процессором обработки, о т л и - чающеес  тем, что, с целью

   тей устройства за счет обеспечени  отладки программ цифровых процессоров в реальном масштабе времени, в устройство введены первый и второй регистры , цифроаналоговый преобразователь , переключатель, аналого-цифровой преобразователь и фильтр, причем информационный выход блока программного управлени  соединен с входом

   первого регистра, выход которого че- рез цифроаналоговый преобразователь соединен с первым неподвижным контактом переключател , вход реального сигнала устройства соединен с вторым

   неподвижным контактом переключател , выход -которого соединен с входом фильтра, выход фильтра через первый вход блока сопр жени  с цифровьм процессором обработки соединен с выходом

   устройства, аналоговый вход устройства соединен с вторым аналоговым входом блока сопр жени  с 1щфровьм процессором обработки, выход которого соединен с входом аналого-цифро .Boro преобразовател , вьпсод которого соединен с входом второго регистра, выход второго регистра соединен с информационным входом блока программного управлени .

   ffm/joff/fa на програмпнаи модели

   (: QSornQmi

   Программир(0&ание цлос

   В8од npiKffaffft6f о/п/ю ки

   (a ffd mecmoSdiX cusHQ/rax

   / Нича/io Л

   5 Sod программы

   /{орректировка

   Транс/)

   испытание a oeaMffu/x. сигналах.

   Редактор Е.Папп

   Составитель И.Сигалов

   Техред М.Дидык Корректор М.Шароши

   Заказ 4223/39Тираж 672Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфинеское предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4