TMS320C6211DSK在短波无线电侦察中的应用

1　引　言dsp芯片自诞生以来，在短时间内得到了飞速的发展，并已经在社会生活各个领域得到了广泛的应用。但是，开发应用dsp需要高额投资购置dsp开发系统和相应的开发软件，这对刚开始学习使用dsp的人来说，是难以接受的。德克萨斯仪器公司（ti）开发生产的初学者工具dsk（dspstarter kit），是为初学者进行dsp编程练习而提供的一套廉价的实时软件调试工具。它的特点是功能全，价格低，代码编译速度快，使用简单。dsk可以与pc机进行通信，在pc上进行编译、汇编，连接之后的程序可以通过串口或并口下载到dsk上dsp芯片的内部ram执行。为了方便存储器等硬件资源的扩展，并形成用户dsp系统，dsk还将dsp芯片的数据与地址相应的控制信号引出。dsk的特点决定了它非常适合初次接触dsp的人员去掌握dsp，以及在系统设计阶段评估dsp的性能。ti公司目前的dsk产品可以支持c3x、c5x、c54x、c6211和c6711。tms320c6211 dsk基于c6000系列中低价位的片种tms320c6211，它不仅能使开发人员熟悉c6000dsp，而且其功能还足够用于网络、通信、图像处理等具体应用的开发，因而具有极高的性价比。2　tms320c6211 dsk的结构2．1　硬　件tms320c6211 dsk是一块大约长21cm、宽12cm、高2cm的开发板。硬件结构如图1所示。核心采用定点运算芯片tms320c6211，工作于150mhz时钟，峰值性能为1200mips，它是dsp业第一片使用了两级内部高速缓存（cache）的dsp（l1 cache 8kbyte／l2 cache 64kbyte），内部ram共72kbyte。dsk的供电电源为5v的直流电源。
tms320c6211 dsk是一块通过并口与pc机相连的板卡。板上包括：一个150mhz的c6211 dsp，峰值性能为1200mips；双时钟，cpu工作在150mhz，外部存储器接口（emif）工作在100mhz；并行接口与pc机标准的并口对接；4mbyte外部sdram和128kbyte外部闪式存储器（flash memory），用于存储外部程序和数据；ti的tlc320ad535 16位数据转换器（data converter）；ti的tps56100电源管理器件（power manager device）提供1．8v和3．3v的直流电；jtag控制器，用于仿真和调试；用于外部扩展子卡的接口（expansion daughter card interface）。2．2　软　件tms320c6211 dsk配有代码产生工具、代码编辑调试工具code composerdebugger和其他dsk支持软件（闪存支持软件、样例程序和dsk功能测试软件）。3　tms320c6211 dsk的特点3．1　tms320c6211的特点3．1．1　采用改进型的哈佛结构为了实现信息处理的高速化，提高使用的灵活性，tms320c6211采用改进型的哈佛结构，其主要特点是程序和数据具有独立的存储空间，有着各自独立的程序总线和数据总线。可以同时对数据和程序进行寻址，这大大地提高了数据处理的能力。改进的哈佛结构允许数据存放在程序存储器中，并被算术运算指令直接使用，增强了芯片的灵活性。另外，指令可以存储在高速缓存器（cache）中，省去了从存储器中读取指令的时间，大大提高了运行速度。
3．1．2　采用流水线操作 流水线操作是dsp实现高速度、高效率的关键技术之一。只有在充分发挥作用的情况下，才可能达到最好性能。tms320c6211的流水线与以前的c3x和c54x相比，有非常大的优势。主要表现在：简化流水线的控制以消除流水线互锁；增加流水线的深度来消除传统流水线结构在取指、数据访问和乘法操作上的瓶颈；取指、数据访问分为多个阶段，使得芯片可以高速访问存储空间。tms320c6211的流水线分为3个阶段：指令读入（取指）、解码和执行，共11级。3．1．3　特殊的硬件结构乘法运算和加法运算在数字信号处理的算法中使用非常频繁。在通用的微处理器中，乘法运算是通过执行一串指令实现的，需要占用许多指令周期，影响处理速度。而dsp中，设置了硬件乘法器和mac（乘法并累加），这些操作往往可以在单周期内完成，从而大幅提高了dsp进行乘法和累加运算的速度。在tms320c6211中采用两个硬件乘法器实现乘法运算，只需要一个指令周期,大大提高了信号处理速度。此外，tms320c6211内部的各种数据寄存器、移位寄存器等硬件结构，确保了dsp算法的快速性。3．1．4　特殊的dsp指令系列和丰富的寻址方式tms320c6211的另一个重要特征是有一套专门为数字信号处理而设计的指令系统。这些指令包括32bit整型乘法、双字读取等。此外，tms320c6211丰富的寻址方式也使信号处理算法的实现变得