nghiên cứu các quy trình thực hiện hệ thống xử lý trong miền thời gian thực trên bo mạch nhúng DSP

nghiên cứu các quy trình thực hiện hệ thống xử lý trong miền thời gian thực trên bo mạch nhúng DSP

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Đức và

cũng đồng thời là giáo viên hướng dẫn em, người luôn tận tình chỉ bảo, dạy dỗ về mặt

chuyên môn, động viên khích lệ về mặt tinh thần cho em hoàn thành đồ án này Em

cũng muốn nói lời cảm ơn tới bố mẹ, anh chị em và những người thân của em Những

người đã luôn theo sát, ủng hộ, động viên em trong quá trình học tập cũng như làm đồ

án tốt nghiệp tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Em đã rất nỗ lực để hoàn thành đồ án này Tuy nhiên, do thời gian gấp rút và

khả năng có hạn nên chắc chắn còn nhiều hạn chế và thiếu sót Em rất mong nhận được

sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 01 tháng 06 năm 2010

Nguyễn Thị Thanh Huyền

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 2

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Trong đồ án này em đã đi nghiên cứu các quy trình thực hiện hệ thống xử lý trong

miền thời gian thực với bo mạch DSK TMS320C6414, được hỗ trợ bởi phần mềm

CCS, một công cụ lập trình và nạp mã cho DSP để xây dựng, kiểm thử gỡ lỗi, và chạy

chương trình Ngoài ra em còn tìm hiểu kỹ thuật truyền thông giữa target-to-host để từ

đó xây dựng một hệ thống viễn thông sử dụng công nghệ OFDM trong việc thu phát dữ

liệu số

Sau khoảng thời gian nghiên cứu và triển khai đề tài, em đã thực hiện thu phát thành

công file văn bản giữa hai máy tính sử dụng công nghệ OFDM qua DSP card, tín hiệu

phát từ đầu ra line output của một DSK và tín hiệu thu từ đầu vào line input của DSK

còn lại Đây là một hướng nghiên cứu có thể triển khai thực tế và đưa vào sản xuất sản

phẩm thu phát dữ liệu không dây

ABSTRACT

In my thesis, I would like to research the process to execute the real-time system with

DSK TMS320C6416 board which supports CCS sofware, a programming and

encoding tool for DSP to build, verify, debug, and operate program Besides, I also

research about telecommunications technique, so that build a telecommunications

system using OFDM technique in digital data transceiver

After reseaching and implementing thesis time, the results of mine is achievement of

text file transceiver between two computer using OFDM technique via DSP card, in

which tranfer signal is from line output of a DSK and receive signal is from line input

of remaining DSK This research’s way to be certain to develop in reality and

manufacture wireless data transceiver product

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 3

Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp ĐT7 – K50 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1

TÓM TẮT ĐỒ ÁN 2

MỤC LỤC 3

DANH SÁCH HÌNH VẼ 6

DANH SÁCH BẢNG BIỂU 8

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 9

PHẦN MỞ ĐẦU 11

CHƯƠNG 1 CÔNG CỤ LẬP TRÌNH VÀ NẠP MÃ CHO DSP CODE COMPOSER STUDIO (CCS) 12

1.1 Giới thiệu 12

1.2 Chu trình xây dựng và phát triển sản phẩm với CCS 12

1.3 Cài đặt và tạo cấu hình hệ thống 12

CHƯƠNG 2 LÀM VIỆC VỚI CCS 16

2.1 Tạo Project mới 16

2.2 Xây dựng và chạy chương trình 17

2.3 Lựa chọn cấu hình hoạt động cho Project 20

2.3.1 Chọn cấu hình: 20

2.3.2 Add cấu hình mới cho Project 20

2.4 Sử dụng Break Point và watch window 21

2.4.1 Điểm dừng Break Point 21

2.4.2 Cửa sổ Watch Window 25

2.5 Sử dụng Probe Point và File I/O 26

CHƯƠNG 3 DSP/ BIOS 35

3.1 Giới thiệu về DSP/BIOS 35

3.2 Các thành phần của DSP/BIOS 36

3.2.1 DSP/BIOS API 36

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 4

Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp ĐT7 – K50 3.2.2 DSP/BIOS Configuration 37

3.2.3 DSP/BIOS Analysis Tools 38

3.3 Chuẩn bị tạo dự án làm việc với DSP/BIOS 40

CHƯƠNG 4 KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG 48

4.1 Giới thiệu: 48

4.2 Kỹ thuật truyền thông EDMA (Enhanced Direct Memory Access) 48

4.3 Cấu hình EDMA 51

4.3.1 Cấu hình EDMA bằng tay 51

4.3.1.1 Thêm đối tượng cấu hình EDMA 51

4.3.1.2 Định dạng trường địa chỉ ( Specifying Address Formats) 51

4.3.1.3 Số khung truyền và chỉ số khung ( Transfer Count and Index Setting ) 56 4.3.1.4 Thiết lập số khung truyền sử dụng file header (Transfer Count Register Setting using the User’s Header File) 57

4.3.1.5 Thiết lập địa chỉ liên kết (Link address setting) 59

4.3.2 Cấu hình EDMA bằng câu lệnh 62

4.4 Bộ biến đổi AIC 23 64

4.5 McBSP ( Multichannel Buffered Serial Port ) 65

4.6 EDMA kết hợp với McBSP 72

4.7 Kỹ thuật vào ra Ping Pong 73

4.7.1 Vận chuyển dữ liệu kiểu Ping-Pong 75

4.7.2 Móc nối các cấu hình Ping Pong 75

4.7.3 Luồng điều khiển 76

4.8 Kỹ thuật vào ra cho hệ thống 77

4.8.1 Cấu hình cho Codec 78

4.8.2 Cấu hình cho EDMA 79

4.8.3 Tạo ngắt cứng edma_Hwi 80

4.8.4 Tạo ngắt mềm processBufferSwi 81

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 5

Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp ĐT7 – K50 4.8.5 Chạy thử nghiệm 82

CHƯƠNG 5 TSM320C6416 DSP CARD VÀ CHƯƠNG TRÌNH OFDM 83

5.1 Sơ đồ khối hệ thống OFDM 83

5.2 Hệ thống truyền thông 84

5.3 Mô hình hoạt động modem thu phát OFDM 89

5.3.1 Tầng vật lý 91

5.3.2 Tầng Data link 93

5.3.3 Tầng ứng dụng 93

5.4 Xây dựng chương trình vào ra giữa DSP card và PC 93

5.4.1 RTDX 93

5.4.1.1 Giới thiệu chung về RTDX 93

5.4.1.2 Cấu hình RTDX trong chương trình 95

5.4.2 Cấu hình RTDX: 95

5.4.2.1 Các bước cấu hình RTDX 95

5.4.2.2 Các câu lệnh RTDX trong chương trình 98

5.4.3 Mở và chạy chương trình 98

CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ ĐO ĐẠC VÀ THỰC NGHIỆM 103

6.1 Hiển thị tín hiệu bằng CCS 103

6.2 Cách đo và hiển thi tín hiệu trên Ocilloscope số 105

6.3 So sánh tín hiệu OFDM đo được trên Ocilloscope, matlab và CCS 109

KẾT LUẬN 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 111

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 6

Nguyễn Thị Thanh Huyền Lớp ĐT7 – K50 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1-1 Chu trình xây dựng và phát triển sản phẩm với CCS 12

Hình 4-1 Mô hình vào ra EDMA 48

Hình 4-2 Tính năng đa kênh của EDMA 49

Hình 4-3 TTC với các kênh EDMA khác nhau 50

Hình 4-4 Bộ chuyển đổi số - tương tự AIC23 65

Hình 4-5 Mô hình kết hợp giữa EDMA và McBSP 72

Hình 4-6 Các bộ đệm Ping-Pong 74

Hình 4-7 Ping-Pong Buffer và Linked Transfer 76

Hình 4-8 Đồ thị thực thi các tiến trình 77

Hình 4-9 Ngăt cứng mặc định của EDMA Controller 80

Hình 4-10 Cấu hình ngắt cứng EDMA 81

Hình 4-11 Tạo đối tượng ngắt mềm trong công cụ cấu hình của DSP/BIOS 81

Hình 4-12 Sơ đồ chạy thử nghiệm vào ra 82

Hình 5-1 Sơ đồ khối hệ thống OFDM 83

Hình 5-2 Mô hình thu phát OFDM thực tế 85

Hình 5-3 Bộ sản phẩm DSK 6416 87

Hình 5-4 Hình ảnh bo mạch TMS320C6416 DSK 88

Hình 5-5 Sơ đồ khối của bo mạch 88

Hình 5-6 Qúa trình truyền thông giữa host và target thông qua RTDX 94

Hình 5-7 Giao diện thu phát của hệ thống OFDM 101

Hình 5-8 Kết quả nhậnd được khi truyền File Text 102

Hình 6-1 Ocilloscope số HM 1508-2 106

Hình 6-2 Màn hình ocilloscope với các nút điều khiển 106

Hình 6-3 Tín hiệu OFDM trong miền thời gian 107

Hình 6-4 Phổ của tín hiệu OFDM trong miền tần số 108

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 7

Hình 6-5 So sánh kết quả tín hiệu OFDM đo bằng Matlab,CCS và Osillo số 109

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 8

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 9

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

API Application Programming Interface

BSL Board Support Library

CCS Code Composer Studio

CSL Chip Support Library

CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor

CODEC Coder-Decoder

CPLD Complex Programmable Logic Device

CPU Central Processing Unit

DAB Digital Audio Broadcasting

DARAM Dual Access Random Access Memory

DIP Dual In-line Package

DMA Direct Memory Access

DRM Digital Radio Mondiale

DSK DSP Started Kit

DSP Digital Signal Processor

EAMD Enhanced Direct Memory Access

EMIF External Memory Interface

FFT Fast Fourier Transform

HPI Host Port Interface

IDE Integrated Development Environment

IDFFT Inverse Fast Fourier Transform

IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers

IO Input/Output

ISI Inter-symbol Interface

IQ Inphase Quadrature

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 10

JTAG Joint Test Action Group

LED Light Emitting Diode

McBSP Multi-Channel Buffered Serial Port

MHz Megahertz

NMI Non-Maskable Interrupt

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

OS Operating System

PC Personal System

POST Power On Self Test

PLL Phase Locked Loop

PQFP Plastic Quad Flat Pack

QAM Quadrature amplitude modulation

RF Radio Frequency

ROM Read-Only Memory

SDI Spectrum Digital Incorporated

SARAM Single Access Random Access Memory

SRAM Static Random Access Memory

SDRAM Synchronous Dynamic Random Access Memory

TI Texas Instruments

TIL Transistor-Transistor Logic

TCC Transfer Complete Code

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 11

PHẦN MỞ ĐẦU

Ngày nay, việc ứng dụng các dòng vi điều khiển xử lý số với tốc độ cao ngày càng

được nghiên cứu và phát triển Cùng với FPGA, DSPs ( Digital Signal Processors)

ngày càng thể hiện vai trò quan trọng của mình trong việc xây dựng các hệ thống

truyền thông Vì vậy việc nghiên cứu cách thức thực hiện một mô hình truyền thông sử

dụng những khả năng của DSPs rất có ý nghĩa trong thực tiễn

DSPs có các họ như TMS320C6x (C6x)là một bộ xử lý đặc biệt với cấu trúc

chuyện dụng và chương trình cài đặt thích hợp cho việc xử lý tìn hiệu Cấu trúc của

DSP C6x rất phù hợp cho việc tình toán với tốc độ cao sử dụng cầu trúc

very-long-instruction-word(VLIW) DSP được ứng dụng một cách rộng rãi, từ việc truyền thông

và điều khiển đến việc xử lý âm thanh và hình ảnh Tính đa năng của DSP vượt trội

trong việc truyền thông Các ứng dụng của DSP chiểm ưu thế trong các sản phẩm thực

tế Chúng được tìm thấy trong các cell phone, fax/modem,radio,máy in, MP3, HDTV,

camera số…

Trong đồ án này em đi nghiên cứu các quy trình thực hiện hệ thống xử lý trong

miền thời gian thực trên bo mạch nhúng DSP Mà cụ thể là tìm hiểu TMS320C6416

DSK, là một mạch tích hợp các linh kiện phục vụ hoạt động của con vi xử lý chủ

C6416 Đó là một dòng sản phẩm của công ty Texas Instrument, với những khả năng

cung cấp tốc độ cao( 720 Mhz) cũng như môi trường làm việc thân thiện (Code

Compose Studio - CCS) ngày càng thể hiện được vai trò của mình trong việc thiết kế

các sản phẩm truyền thông Từ những ví dụ đơn giản làm ban đầu làm quen với CCS

em đã xây dựng thành công modem thu phát dữ liệu trên nền DSP sử dụng kỹ thuật

OFDM, em còn giới thiệu cách đo đạc tín hiệu thu được sử dụng Ocilloscope số HM

1508-2 Đề tài này có thể được ứng dụng và triển khai để phục vụ cho việc nghiên cứu

học tập cũng như ứng dụng vào thực tế trong tương lai

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 12

Chương 1 CÔNG CỤ LẬP TRÌNH VÀ NẠP MÃ CHO DSP

CODE COMPOSER STUDIO (CCS)

1.1.Giới thiệu

CCS là phần mềm đi kèm theo DSK, nó là trình soạn thảo, gỡ lỗi cũng như để

biên dịch các chương trình của chúng ta

CCS cung cấp môi trường IDE kết hợp chặt chẽ giữa các công cụ phần mềm

CCS bao gồm các công cụ như trình biên dịch C, assembly và các trình liên kết Nó có

khả năng đồ họa và hỗ trợ debug thời gian thực, cung cấp các công cụ phần mềm sử

dụng một cách dễ dàng để xây dựng và chạy chương chình Trình biên dịch C biên dịch

các chương trình C nguồn với file.c để đưa ra file assembly với file.asm Assembler tập

hợp các file asm tạo ra ngôn ngữ máy file.obj Trình liên kết (linker) biên dịch các file

.obj và các hàm thư viện đầu vào để tạo ra file thực thi là file.out Chương 2 tôi sẽ giới

thiệu cụ thể cách tạo và làm việc với CCS

1.2.Chu trình xây dựng và phát triển sản phẩm với CCS

1.3.Cài đặt và tạo cấu hình hệ thống [5]

CCS cho phép chúng ta cấu hình hệ thống để làm việc với hệ phần cứng khác

nhau Chúng ta có bắt đầu làm việc nhanh bằng cách cầu hình các hệ thống mặc định

Thiết kế

Khái niệm

Lập kế hoạch

Viết mã và xây dựng Project, viết file nguồn

và file cấu hình

Gỡ lỗi Kiểm tra cấu trúc

Khảo sát

Phân tích thời gian thực, gỡ lỗi, thống kê,đồ họa lại

Hình 1-1 Chu trình xây dựng và phát triển sản phẩm với CCS

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 13

theo các cấu hình chuẩn mà CCS cung cấp Chẳng hạn hệ thống C5000TMthì có file hệ

thống chuẩn là C55x TM và hệ thống C6000TM chúng ta có file hệ thống chuẩn là

64 TM

C x C6000TM C55x TM

CCS cho phép chúng ta lựa chọn cách cấu hình hệ thống sử dụng các file hệ

thống chuẩn hoặc khởi tạo các file cấu hình theo yêu cầu của người sử dụng các file

cấu hình riêng

Các bước khởi tạo cấu hình hệ thống sử dụng các file cấu hình hệ thống chuẩn:

Sau khi cài đặt chúng ta thấy xuất hiện 4 biểu tượng 6416DSKDiagnosticsUtility v3.1;

Setup CCStudio v3.1; CCStudio 3.1; 6416 DSK CCStudio v3.1

 Bước 1: Bắt đầu bằng cách click đúp vào biểu tượng Setup CCStudio

 Bước 2: Click vào Remove All trong hộp thoại System Configuration để

loại bỏ các cấu hình định nghĩa trước đó

 Bước 3: Click Yes để chứng thực lệnh Remove All

 Bước 4: Chọn cấu hình chuẩn phù hợp từ các cầu hình có sẵn như hình sau:

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 14

 Bước 5: Click phím Add để chọn cấu hình vừa lựa chọn Cấu hình lựa chọn sẽ

hiển thị phía dưới biểu tượng My System icon trong bảng System

Configuration của cửa sổ Setup Nếu bạn muốn cấu hình cho nhiều hệ thống

khác nhau thì hãy lặp lại các bước 4 và 5 Phần bên phải của cửa sổ Code

Composer Studio Setup là các thông tin mô tả cấu hình lựa chọn Chúng ta xem

xét xem cấu hình có phù hợp với hệ thống của chúng ta

không Nếu không phù hợp chúng ta có thể thay đổi lại bằng cách click phím

Modify Properties Sau khi khai báo các thông số thích hợp ta click OK

 Bước 6: Click phím Save&Quit để lưu lại cấu hình vừa lựa chọn và bắt đầu làm

việc với CCS

 Bước 7: Click Yes để bắt đầu làm việc với CCStudio khi đã thoát khởi tạo

CCStudio Cửa sổ Setup CCStudio đóng và CCStudio IDE tự động mở ra cho ta

sử dụng với cấu hình hệ thống vừa tạo

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 15

Bạn có thể bắt đầu làm việc với CCStudio IDE

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 16

Chương 2 LÀM VIỆC VỚI CCS

2.1.Tạo Project mới [5]

Trong phần này tôi đi giới thiệu về cách tạo ra một Project mới, add các File

nguồn và thư viện vào Project Qua đó chúng ta biết được các File với các đuôi sau:

- lib là file thư viện, cung cấp thời gian chạy hỗ trợ cho DSP

- c là file chứa mã nguồn cung cấp chức năng chính của Project

- h là file khai báo cấu trúc bộ đệm C cũng như xác định các hằng số yêu cầu

- pjt là file chứa tất cả việc xây dựng và lựa chọn cấu hình của Project

- asm là file bao gồm các chương trình assemply

- cmd là file ánh xạ các đoạn vào bộ nhớ

Các bước khởi tạo dự án mới:

 Bước 1: Từ menu Project chọn New → Hộp thoại xuất hiện

 Bước 2: Gõ tên Project mới vào hộp thoại Project name, và chọn đường

dẫn đặt Project vào hộp thoại Location Chọn các thông số tương ứng với

hệ thống của bạn và click Finish

Sau khi tạo project mới thì cửa sổ sau xuất hiện:

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 17

2.2 Xây dựng và chạy chương trình

Để xây dựng và chạy chương trình ta thực hiện theo các bước sau:

 Bước 1: Viết các file nguồn cho chương trình Đây là các file có dạng

file.c Để tạo ra các file nguồn này chúng ta vào File → New → Source

file Các câu lệnh trong chương trình của chúng ta sẽ được viết tại đây

Sau đó chúng ta sẽ lưu file nguồn lại bằng cách click File → Save as

Chọn đường dẫn cho file nguồn vào đúng thư mục chứa project của

chúng ta, khai báo tên và click Save

 Bước 2: Add các file vào project bằng cách click chuột phải lên tên của

project đang làm việc ở bên phải của cửa sổ chương trình CCS, chọn

Add Files to Project như hình sau

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 18

 Bước 3: Chọn file nguồn ( file.c ) vừa tạo ra và click Open

 Bước 4: Add các file thư viện vào chương trình Ở đây chúng ta làm việc

với chip C6416 nên chúng ta sẽ Add file rts6400.lib trong thư mục

C:\Program Files\CCStudio_v3.1\C6000\cgtools\lib vào chương trình như

đã Add file nguồn ở bước 3

 Bước 5: Click Scan All File Dependencies để tham chiếu các file.h vào

chương trình Các file.h này sẽ tự động được tạo ra

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 19

 Bước 6: Chọn Project→ Rebuild All hoặc click vào biểu tượng

trên thanh công cụ

 Bước 7: Theo mặc định thì file out sẽ được tạo ra tại thư mục chứa

Project Để thay đổi nơi chứa file.out tạo ra ta chọn bằng cách vào

Project/build option/link

 Bước 8: Chọn File→load Program Chọn file.out vừa tạo ra và click

Open

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 20

 Bước 9: Chọn View→Mixed Source/ASM Lựa chọn này sẽ cho phép

chương trình tạo ra đồng thời code C và các đoạn code Assembly tương

ứng trong quá trình chạy

 Bước 10: Chọn Debug→Go Main để bắt đầu thực thi chương trình từ

đoạn chương trình chính Quá trình thực thi sẽ dừng lại ở đoạn chương

trình chính và nó được chỉ ra bởi kí hiệu

 Bước 11: Chọn Debug→Run để chạy chương trình hoặc là click vào biểu

tượng trên thanh công cụ

 Bước 12: Chọn Debug→Halt để dừng chương trình

2.3 Lựa chọn cấu hình hoạt động cho Project [5]

2.3.1 Chọn cấu hình:

Định nghĩa một cấu hình hoạt động của chương trình thiết lập mức độ các tùy

chọn để xây dựng project Các project được tạo ra với 2 cấu hình mặc định là: Debug

và Release Debug được dùng để gỡ lỗi chương trình và Release để tạo tạo ra sản phẩm

cuối cùng

Như hình sau:

Click vào Debug để lựa chọn cấu hình hoạt động của hệ thống

2.3.2 Add cấu hình mới cho Project

 Bước 1: Chọn Project→Configuration

 Bước 2: Cửa sổ Add Project Configuration xuất hiện

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 21

 Bước 3:Click vào Add và khai báo tên của cấu hình mới và chọn lựa các

tùy chọn thích hợp

 Bước 4: Click OK để đồng ý add cấu hình mới

2.4 Sử dụng Break Point và watch window

2.4.1 Điểm dừng Break Point

Break Point được dùng để đánh dấu các điểm dừng khi thực thi chương trình

Nó giúp chúng ta chạy và khảo sát riêng từng đoạn chương trình Để tạo điểm tạm

dừng chương trình khi chạy chúng ta di chuột tới điểm mà chúng ta muốn chương trình

sẽ dừng khi chạy, click chuột phải và chọn Toggle Software Breakpoint như ở hình

dưới, hoặc ấn vào biểu tượng trên thanh công cụ, hoặc chúng ta có thể Click đúp

vào đoạn chương trình ta cần dừng để kiểm tra

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 22

Khi đó ở góc màn hình tại điểm đánh dấu sẽ xuất hiện dấu chấm đỏ như hình sau:

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 23

Ví dụ 1 : khi ta chạy chương trình và đánh điểm Break Point ta có kết quả như sau:

- Khi đánh điểm Preak Point thứ nhất ta thấy kết quả ở cửa sổ Watch Window

The maximum value in the data is 64

- Khi chạy điểm Preak Point thứ 2 ta được kết quả như sau:

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 24

The maximum value in the data is 64

The minimum value in the data is 3

Và lần lượt chạy hết các điểm cho đến hết ta sẽ được kết quả sau:

The maximum value in the data is 64

The minimum value in the data is 3

The spread of the data is 61

The maximum value in the data is 64

The minimum value in the data is 2

The spread of the data is 62

Muốn hủy bỏ điểm BreakPiont nào thì ta Click đúp chuột trái lên dòng lệnh

chứa điểm đấy Còn nếu ta muốn huỷ bỏ tất cả các điểm BreakPoint thì ta click lên

biểu tượng trên thanh công cụ của CCS

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 25

2.4.2 Cửa sổ Watch Window

Cửa sổ này kết hợp với Break point sẽ cho chúng ta quan sát được các kết quả

của chương trình khi nó tạm dừng

Ta vào cửa sổ Watch Window bằng cách vào View và chọn Watch Windown như

hình vẽ:

Hoặc ta cũng có thể Click vào biểu tượng trên thanh công cụ của CCS

Giả sử để xem kết quả của một biến Datatrans tại điểm chương trình dừng ta sẽ khai

báo Datatrans vào trong cửa sổ Watch1 như hình sau:

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 26

Qua cửa sổ này chúng ta cũng có thể biết kết quả các giá trị của một mảng

Chúng ta cũng có thể thay đổi giá trị tạm thời của biến khai báo một cách tạm thời, ở

đây thay giá trị Datatrans bằng cách cho giá trị mới tại miền Value Khi đó chương

trình sẽ tiếp tục chạy với giá trị mới của Datatrans là giá trị vừa khai báo

Chúng ta cũng có thể xem giá trị của biến bằng các kiểu khác nhau bằng cách

Click chuột trái vào miền Radix và tích vào kiểu mà ta muốn xem

2.5 Sử dụng Probe Point và File I/O

Probepoint là kỹ thuật cho phép chúng ta đọc dữ liệu vào từ một file trên máy

tính Đó là một công cụ hữu ích trong quá trình phát triển giải thuật, vì nó đỡ cho

chúng ta phải thêm vào những đoạn mã vào ra với file trên máy tính Chúng có thể

được sử dụng để:

 Vận chuyển dữ liệu vào từ một file trên máy tính tới một bộ đệm (một mảng nào

đó) trên target (DSP thực hoặc simulator) để kiểm tra giải thuật

 Vận chuyển dữ liệu ra từ một bộ đệm trên target đến một file trên máy tính

(host) để phân tích kết quả

 Để cập nhật cửa sổ, chẳng hạn như dữ liệu cho đồ thị

Chúng ta sẽ tạo ra các điểm này bằng cách di chuột đến vị trí ta muốn khảo sát

quá trình vào ra dữ liệu Click chuột phải và chọn Toggle Software Probe point như

hình vẽ sau hoặc click lên biểu tượng trên thanh công cụ của CCS

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 27

 Khi đấy ở góc màn hình sẽ xuất hiện dấu hiệu như ở hình dưới đây

Muốn hủy một điểm Probe Point ta click chuột phải lên vị trí chứa điểm ấy và

lựa chọn như ở hình dưới Còn nếu muốn hủy tất cả các điểm Probe Point thì ta click

lên biểu tượng trên thanh công cụ của CCS

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 28

Một hạn chế khi sử dụng Probe point để khảo sát quá trình truyền thông giữa

target và host đó là nó chỉ cho phép chúng ta vào ra các file hex định dạng là file.dat

Khi chèn một Probepoint vào chương trình thì nó được gắn với một file I/O

được tạo ra bằng cách vào mục File/ FileIO (Ở đây ta chỉ có thể Add được File.dat.)

Một cửa sổ file IO sẽ có dạng như sau:

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 29

Ví dụ: chương trình SinWave

Ví dụ này thực hiện việc truyền thông ở mức đơn giản giữa host và target bằng

cách dùng Break Point và Probe Point Chương trình này thực hiện nạp file sine.dat

từ máy tính vào trong DSP Dữ liệu nhận được sẽ được DSP xử lí ( ở đây chỉ đơn giản

là nhân các giá trị nhận được với hằng số gain = 5 ) sau đó ta truyền kết quả ngược lại

cho máy tính Kết quả của quá trình xử lí này sẽ được lưu lại trên máy tính dưới dạng

file là bigSine.dat Thực hiện ví dụ này thông qua các bước sau:

 Bước1: Mở file sinwave.pjt trong đường dẫn E:\program

file\ccs\tutorial\sim64xx\sinewave

 Bước 3: ReBuild All chương trình và load file sinewave.out vừa được tạo

ra

 Bước 4: Mở file nguồn sine.c và đánh dấu điểm Probe Point tại dòng

dataIO() trong hàm main() như hình sau:

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 30

 Bước 5: Click File → File I/O Cửa sổ File I/O xuất hiện như hình dưới

 Bước 6: Click Add File Cửa sổ File Input xuất hiện Chúng ta chọn

đường dẫn tới folder sinewave và mở file sine.dat

 Bước 7: Click Add Probe Point cửa sổ Break/Probe Ponts được mở ra

như hình sau

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 31

Click chuột lên dòng sine.c line 30… trong trường Probe Point Trong trường

Connect To chọn FILE IN: E:\ \sine.dat như hình trên Click Replace và sau đó Click

OK

 Bước 8: Trong hộp thoại FILE I/O tại trường Address gõ vào

currentBuffer.input và tại trường Length gõ vào số 100 như hình dưới

Click OK

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 32

 Bước 9: Click File → File I/O Click Tab File Output Add file

bigsine.dat Click Add Probe Point Trong ô Probe Point click lên sine.c

line 30… trong trường Probe Point Trong trường Connect To chọn FILE

IN: E:\ \bigsine.dat Click lên phím Add ta sẽ có kết quả như hình dưới

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 33

 Bước 10: Trong hộp thoại File I/O tại trường Address gõ

currentBuffer.output và tại trường Length gõ 100 Kết quả như hình dưới

Click OK

 Bước 11: Click Run(hoặc ấn F5) để chạy chương trình

 Bước 12: Click Haft để dừng chương trình Kiểm tra lại file bigsine.dat ta

sẽ thấy dung lượng của nó tăng lên

 Bước 13: Click view → Watch Window Trong Tab Watch1 gõ

currentBuffer.input Cho chạy chương trình chúng ta sẽ có bảng sau

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 34

Chúng ta có thể thấy ngay các giá trị của mảng currentBuffer.input

(currentBuffer.out put) các giá trị đầu vào và đầu ra Chúng ta có thể thay đổi tạm thời

các giá trị này để chạy chương trình của chúng ta.Việc này sẽ không ảnh hưởng gì tới

file sine.dat gốc

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 35

Chương 3 DSP/ BIOS

3.1 Giới thiệu về DSP/BIOS

DSP/BIOS là một thiết kế cho các ứng dụng yêu cầu đồng bộ thời gian thực,

truyền thông giữa host-to-target cùng với các công cụ phân tích thời gian thực

DSP/BIOS cung cấp nhiều đoạn tuyến có mức ưu tiên khác nhau, trừu tượng hóa phần

cứng và phân tích thời gian thực

DSP/BIOS được đóng gói dưới dạng các module và có thể liên kết vào trong

ứng dụng của chúng ta Các ứng dụng kết hợp với các hàm chức năng này của

DSP/BIOS ( trực tiếp hoặc gián tiếp ) và chúng sẽ được tham chiếu tới trong ứng dụng

Thêm vào đó, công cụ DSP/BIOS cho phép tối ưu hóa kích thước và tốc độ bằng cách

vô hiệu hóa các tính năng mà chúng ta không sử dụng

Chúng ta có thể sử dụng DSP/BIOS để đo đạc phân tích quá trình làm việc bằng

cách khảo sát ( probeb), phác họa (traced), và hiển thị trong miền thời gian thực Các

chương trình sử dụng DSP/BIOS Configuration Tool sẽ tận dụng được khả năng đa

phân tuyến ( multi – threading ) của DSP/BIOS

DSP/BIOS được tích hợp với Code Composer Studio, và được hỗ trợ hoàn toàn

bởi Texas Instruments Các đối tượng trong DSP/BIOS có thể cấu hình trên giao diện

của DSP/BIOS Do đó sẽ làm giảm kích thước của đoạn code và tối ưu hóa cấu trúc dữ

liệu bên trong DSP/BIOS API đã chuẩn hoá việc lập trình trên DSP cho một số thiết bị

của TI và cung cấp một số các công cụ phát triển lập trình sử dụng đơn giản nhưng rất

hiệu quả Các công cụ này làm giảm yêu cầu về thời gian để lập trình cho DSP

DSP/BIOS cung cấp các API chuẩn , điều này cho phép phát triển các thuật toán cung

cấp các đoạn code mà các đoạn code này dễ dàng được tích hợp vào trong hàm chức

năng khác…

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 36

3.2 Các thành phần của DSP/BIOS

 DSP/BIOS API: Chương trình bằng ngôn ngữ C hoặc Assembly có thể được

gọi ra từ 150 hàm DSP/Bios API

 DSP/BIOS Configuration: Bảng công cụ này cho phép bạn khởi tạo và cấu

hình cho DSP/Bios để dùng cho chương trình của bạn

 DSP/BIOS Analysis Tools: Cửa sổ này cho phép bạn có cài nhìn tổng quát

vè hoạt động thời gian thực.Vi dụ, chạy cửa sổ Graph sẽ hiển thị đồ thị hoạt

động của các đoạn tuyến

3.2.1.DSP/BIOS API

DSP/BIOS được thiết kế cho các ứng dụng yêu cầu điều phối thời gian thực

và sự đồng bộ, truyền thông giữa target-host hoặc công cụ thời gian thực

DSP/BIOS cung cấp nhiều module với các mức ưu tiên khác nhau, các công cụ cấu

hình

DSP/BIOS API bao gồm trên 150 hàm thư viện trên ngôn ngữ C DSP/BIOS

được đóng gói thành các mô đun và có thể được liên kết vào trong chương trình ứng

dụng Những ứng dụng include chỉ những hàm mà nó cần thiết cho ứng dụng Hơn

nữa, công cụ cấu hình của DSP/BIOS cho phép chúng ta tối ưu kích thước đoạn mã

chương trình và như vậy tăng tốc độ của chương trình chạy bằng cách tách những

tính năng DSP/BIOS riêng ra khỏi chương trình

Bảng 3-1 Các module API của DSP/BIOS

ATM Module Atomic functions written in assembly language

BUF Module Maintains buffer pools of fixed size buffers

C62 and C64 Module Target-specific functions

CLK Module System clock manager

DEV Module Device driver interface

GIO Module I/O module used with IOM mini-drivers

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 37

Global Settings Global setting manager

HOOK Module Hook function manager

HST Module Host channel manager

HWI Module Hardware interrupt manager

IDL Module Idle function and processing loop manager

LCK Module Resource lock manager

LOG Module Event Log manager

MBX Module Mailboxes manager

PIP Module Buffered pipe manager

PRD Module Periodic function manager

QUE Module Queue manager

RTDX Module Real-time data exchange manager

SEM Module Semaphores manager

SIO Module Stream I/O manager

STS Module Statistics object manager

SWI Module Software interrupt manager

SYS Module System services manager

TRC Module Trace manager

TSK Module Multitasking manager

std.h and stdlib.h

functions

Standard C library I/O functions

3.2.2 DSP/BIOS Configuration

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 38

DSP/BIOS configuration cho phép chúng ta khởi tạo và cấu hình các đặc tính

của DSP/BIOS để sử dụng cho chương trình của chúng ta

3.2.3 DSP/BIOS Analysis Tools

Các công cụ phân tích hỗ trợ cho môi trường CCS bằng cách cho phép phân tích

tính thời gian thực của các ứng dụng DSP/BIOS Ta có thể giám sát trực quan một ứng

dụng DSP khi nó đang chạy với sự ảnh hưởng lên tính thời gian thực của các ứng dụng

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 39

là nhỏ nhất DSP/BIOS analysis tools được đưa vào trong DSP/BIOS menu, thể hiện

như trong hình dưới đây:

Khác với các công cụ debug truyền thống, các công cụ trên được mở rộng để

thực thi chương trình, điều này yêu cầu chương trình phía target phải chứa các lệnh

thời gian thực Bằng việc sử dụng các API và các đối tượng, người phát triển sẽ tự

động đo đạc phía target để bắt giữ và tải lại các thông tin thời gian thực lên cho host

thông qua DSP/BIOS analysis tools của Code Composer Studio

Đồ án tốt nghiệp đại học Trang 40

3.3 Chuẩn bị tạo dự án làm việc với DSP/BIOS

Một dự án có sử dụng DSP/BIOS có cấu trúc khác với một dự án thông thường

Đó là các thư viện hàm, các file header, và đặc biệt một dự án của DSP/BIOS không

thể thiếu file cấu hình Nó chứa thông tin về các mô đun và đối tượng của DSP/BIOS

được sử dụng trong chương trình Các bước chuẩn bị một dự án DSP/BIOS bao gồm

tạo file cấu hình và thêm file cấu hình vào dự án

Tạo file cấu hình