基于ＤＳＰ芯片的开发系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于ＤＳＰ芯片的开发系统，它按开发流程和物理结构，组成为上位机模拟组态系统，上下位机通讯系统，基于ＤＳＰ开发技术硬件平台板以及在该ＤＳＰ中运行的下位机解析系统的三层结构。本发明专利技术针对现有技术的不足，将现有的开发仪器仪表所需的技术方案简化，把仪器仪表的开发过程中的液景屏底图绘制，数据自动显示，上下位机通讯，数据处理模块，波形图绘制等所需绝大部分工作，统一于一个开发系统之中，能够减少开发人员数量，极大提高开发人员的工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种数字处理芯片的开发系统，特别是一种基于DSP芯 片的开发系统。
技术介绍
数字信号处理(digital signal processing,简称DSP)是90年代迅 速发展起来的新兴学科，其中TI公司的MS32G系列占据了主导地位.在国 内，由于DSP在语音、图像、声纳、雷达、航天、通信以及生物医学工程 等领域有越来越广泛的应用，因此，有关DSP开发系统的研究也逐渐受到 重视。尽管DSP的各类产品应用很广，但要使它能够深入、持久地得以发 展，必须要有相应优秀的DSP开发系统提供给用户 一个灵活、方便的开发 工具，使用户在开发系统上可以完成对目标机的软件、硬件系统的综合调 试.DSP开发系统对于DSP应用系统来说，是一项基础的工作，是否有一个 适用的且有效的DSP开发系统往往是关系到DSP应用成败的关^:因素之以现今常采用DSP系统的设计流程为例首先在设计DSP系统之前，必须根据应用系统的目标确定系统的性 能指标、信号处理的要求，通常可用数据流程图、数学运算序列、正式 的符号或自然语言来描述；其次是根据系统的要求进行高级语言的模拟。 一般来说，为了实现系统的最终目标，需要对输入的信号进行适当的处 理，而处理方法的不同会导致不同的系统性能，要得到最佳的系统性能， 就必须在这一步确定最佳的处理方法，即数字信号处理的算法 (Algorithm),这一步也称算法模拟阶段；接下来在完成第二步之后，就可以设计实时DSP系统，实时DSP系统的设计包招「硬件设计和软件设 计两个方面硬件设计首先要根据系统运算量的大小、对运算精度的要 求、系统成本限制以及体积、功耗等要求选4奪合适的DSP芯片，然后设 计DSP芯片的外围电路及其他电路；软件设计和编程主要根据系统要求 和所选的DSP芯片编写相应的DSP汇编程序，若系统运算量不大且有高 级语言编译器支持，也可用高级语言(如C语言)编程。由于现有的高 级语言编译器的效率还比不上手工编写汇编语言的效率，因此在实际应 用系统中常常采用高级语言和汇编语言的混合编程方法，即在算法运算 量大的地方，用手工编写的方法编写汇编语言，而运算量不大的地方则 采用高级语言。采用这种方法，既可缩短软件开发的周期，提高程序的 可读性和可移植性，又能满足系统实时运算的要求。最后，DSP硬件和软 件设计完成后，就需要进行硬件和软件的调试。软件的调试一般借助于 DSP开发工具，如软件模拟器、DSP开发系统或仿真器等。在标准的开发 环境(如TI的CCS)中进行编译、仿真，然后通过DSP硬件仿真器在应 用板或评估板进行调试和实时仿真。在整个DSP系统开发过程中，第3步，既是重点，也是难点。DSP 开发系统，也就是用上述方法开发的软硬件系统，其稳定性、可修改性 和可重用性都有不足之处。这是因为结构化方法的本质是功能分解，从 代表目标系统整体功能的单个处理着手，自顶向下不断把复杂的处理分 解为子处理，这样一层一层的分解下去，直到仅剩下若干个容易实现的 子处理功能为止，然后用相应的工具来描述各个最低层的处理。因此， 结构化方法是围绕实现处理功能的"过程"来构造系统的。然而，用户 需求的变化大部分是针对功能的，因此，这种变化对于基于过程的设计 来说是灾难性的。用这种方法设计出来的系统结构常常是不稳定的，用 户需求的变化往往造成系统结构的较大变化，从而需要花费很大代价才 能实现这种变化。而与之相比较，面向对象是一种新兴的程序设计方法， 或者说它是一种新的程序设计范型，其基本思想是使用对象(元素)，类， 继承，封装，消息等基本概念来进行程序设计。首先，DSP的开发对开发者的软、硬件设计能力水平都有^f艮高的要求，如果要充分发挥DSP的优势，最好采用汇编语言进行软件开发，这 样就会开发周期长，开发难度加大，并且DSP的软件可移植性比较差。 由于DSP的指令都和它处理器芯片内部结构有关，每一代处理器的结构 都有所不同，结构发生变化后，在其之上的软件也要发生很大的变化。 如C64的内部硬件结构不同于C5X,所以C64的一些指令就不同于C5X, 曾经熟悉C5X的技术人员不得不从头开始学起C64的指令，这就给编程 人员带来了很大的不便，增加了开发的难度和周期。而且现在DSP芯片 更新换代很快，技术人员很难跟上更换的步伐。这就降低了整个系统的 灵活性，软件的可移植性差。更重要的是在一个团队中需要每个编程人 员都必须熟悉这些指令，造成了工作效率的极大降低。其次，在开发仪 器仪表的过程中，对各种仪器仪表开发中所涉及的共性部分，如界面 的编制，显示数据的格式处理，汉字库的处理，数据库的结构，低层DSP 软件的规范化处理等都没有比较通用的开发模式。界面的编制通常需要开发者在开发过程中，在模拟环境下一个一 个的瞄点去实现在液晶屏下的显示。显示数据的格式处理对于DSP芯片来说，把内存中的数据正确的 显示在液晶屏上，需要对该数据的格式(字符串，浮点，整形)，以及由 此衍生的字符串长度，浮点的小数点位数，是否四舍五入等均作出正确 处理，对于一台仪器需要显示的上百个数据，处理的时候就必须十分小 心。汉字的显示由于字库系统的庞大，很难在DSP的存储介质中完全 装下。开发人员不得不也采用瞄点的方式来加以实现。数据库结构在仪器内部，关于数据库的处理，显示，往往最另人 头痛，例如， 一个测量仪器，内存中有两条记录A, B。对于A来说，是 用户测量的一系列电压值，对于B来说，是用户需要显示的一些温度波 形。这就导致，对于这两种类型的数据集合，存储的方式不一样，显示 的格式不一样。就相当于在同一个仪器中有N种以上的数据库。最后在开发工程中涉及到软件(数据结构，数据处理，程序算法等)， 硬件(电路构造，电路板绘制等)不同领域，需要各个领域的开发人员 相互配合，才能顺利完成，导致整个仪器的通盘整体性差，开发人员之间的责权利不明确。由于以上的几种缺陷， 一家仪器仪表开发公司，在使用DSP开发过 程中，经常的情况就是人手一个仿真器，每人都要对全系列的DSP进行 了解，熟悉，能够独立编程，然后，造成大量的重复性工作，人力，物 力资源浪费严重。
技术实现思路
本专利技术的目的是将现有的开发仪器仪表所需的技术方案简化，把仪 器仪表的开发过程中的液景屏底图绘制，数据自动显示，上下位机通讯， 数据处理模块，波形图绘制，数据库处理等所需绝大部分工作，封装成 面向对象的模型，把这些开发过程中必须元素统一于一个开发系统之中， 能够减少开发人员数量，对开发人员进行合理分工，极大提高开发人员 的工作效率的基于DSP芯片的开发系统。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是以面向对象的方法为指导思想，密码文件包为核心介质，按开发流程和物理结构，组成为上位机模拟组态系统，上下位机通讯系统，基于DSP开发技术硬件平台板以及在该DSP中运行的下位机解析系统的三层结构。上位机模拟组态系统本系统在开发人员的开发用个人PC上使用，通过本系统开发人员将在仪器中显示可能出现的的全部情况，如页面，菜单，数据项，数据库，波形，应用汉字库等，通过系统对这些"元素"编译，打成密码包及对应的字库文件。并且，对所开发的所有项目的密码包进行修改，重排，日常管理，相当于是一套小型的密码生成器，以及仪器界本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＤＳＰ芯片的开发系统，它按开发流程和物理结构，组成为上位机模拟组态系统，上下位机通讯系统，基于ＤＳＰ开发技术硬件平台板以及在该ＤＳＰ中运行的下位机解析系统的三层结构，其中：　上位机模拟组态系统：在开发人员的开发用个人ＰＣ上使用，通过本系统开发人员将在仪器中显示可能出现的的全部情况，如：页面，菜单，数据项，数据库，波形，应用汉字库等，通过系统对这些“元素”编译，打成密码包及对应的字库文件，并且，对所开发的所有项目的密码包进行修改，重排，日常管理，相当于是一套小型的密码生成器，以及仪器界面管理信息系统；　上下位机通讯系统：用于上下位机之间通过串口通讯的系统，该系统是一套上下位机沟通的桥梁，它通过个人ＰＣ的串口和下位机电路板的同步串口进行通讯，把第一层所编译好的密码包及对应的字库文件传送给下位机所对应的不同的存储区间；　基于ＤＳＰ开发技术硬件平台板以及在该ＤＳＰ中运行的下位机解析系统：　ａ、基于ＤＳＰ开发技术硬件平台板：下位机解析系统所依赖的硬件系统，包括：ＤＳＰ高速运算处理器，密码包存储所用的ＦＬＡＳＨ卡，以及部分仪器采样所需要的模拟及数字电路；　ｂ、下位机解析系统：此系统相当于一个小型的操作系统，根据第一层所定义的密码格式，把密码包破解以后，显示在液晶屏上，然后在下位机解析系统的局部地方更改程序，实现各种仪器的不同功能。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜忠东，邓泽官，吴巍，
申请(专利权)人：武汉华瑞测控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]