基于TMS320C6701的自適應(yīng)濾波器設(shè)計(jì)與調(diào)試

作者：時(shí)間：2009-05-06 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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2.3 硬件結(jié)構(gòu)與原理

本電路采用2片C6701，電路結(jié)構(gòu)如圖3所示，3路信號(hào)為10位定點(diǎn)數(shù)據(jù)格式，拼成30位并行數(shù)據(jù)送到C6701的總線上，C6701將其讀到片內(nèi)RAM，利用移位指令分解為3個(gè)定點(diǎn)數(shù)。求權(quán)C6701必須把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)，才能以較高的精度快速求出自適應(yīng)權(quán)。求權(quán)運(yùn)算中要用到除法操作，浮點(diǎn)DSP進(jìn)行除法運(yùn)算很方便。求權(quán)C6701將求得的權(quán)轉(zhuǎn)換為16位定點(diǎn)格式，寫到兩片C6701共用的RAM中，加權(quán)C6701按定點(diǎn)方式用自適應(yīng)權(quán)對(duì)3路數(shù)據(jù)加權(quán)，對(duì)結(jié)果取16位，通過(guò)FIFO后送出。

系統(tǒng)時(shí)鐘為3 MHz，此時(shí)鐘將3路共30位數(shù)據(jù)以及I，Q標(biāo)志位共6701位數(shù)據(jù)送向C6701，兩片C6701利用互鎖信號(hào)XF0、XF1確保正確地從總線上讀取數(shù)據(jù)，既不丟失，也不重復(fù)讀取，并根據(jù)數(shù)據(jù)的I，Q標(biāo)志區(qū)分復(fù)數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部，兩片C6701的操作如下：

(1)求權(quán)C6701用XF1和互鎖指令定期讀取一批數(shù)據(jù)作為樣本，求得自適應(yīng)權(quán)，并化為16位定點(diǎn)數(shù)。

(2)求權(quán)C6701利用配置成通用輸出管腳的TCLK0、TCLK1向加權(quán)C6701先后提出INT0請(qǐng)求、HOLD請(qǐng)求。

(3)求權(quán)C6701取得兩片C6701的公共總線控制權(quán)，利用地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫R／W和STRB向公共RAM寫入自適應(yīng)權(quán)，然后撤銷HOLD請(qǐng)求。

(4)加權(quán)C6701取得總線控制權(quán)，從公共RAM中讀自適應(yīng)權(quán)。

(5)加權(quán)C6701進(jìn)行3路數(shù)據(jù)合成，把16位結(jié)果和I，Q標(biāo)志寫入FIFO；系統(tǒng)按數(shù)據(jù)時(shí)鐘從FIFO中取走數(shù)據(jù)。加權(quán)C6701一直進(jìn)行這樣的合成、寫FIFO操作，直到求權(quán)C6701下一次提出中斷、HOLD請(qǐng)求。

(6)在兩片C6701訪問(wèn)公共RAM，以及加權(quán)C6701向FIFO寫數(shù)時(shí)，輸入緩沖器74F245上的三態(tài)使能是關(guān)閉的。

2.4 時(shí)序要求

C6701利用互鎖操作從數(shù)據(jù)線上正確讀數(shù)是關(guān)鍵，數(shù)據(jù)時(shí)鐘的占空比是50％，將它與C6701的XF1(設(shè)定為輸入)相連，C6701通過(guò)互鎖指令保證讀數(shù)操作與數(shù)據(jù)時(shí)鐘準(zhǔn)確同步，同時(shí)加權(quán)C6701還要完成多次乘加運(yùn)算和FIFO寫數(shù)操作，這要求在硬件時(shí)序給定的情況下，C6701利用軟件指令的優(yōu)化排列來(lái)保證處理的正確性和高效性，其同步和運(yùn)算、讀寫流程如圖4所示，當(dāng)C6701讀數(shù)、寫FIFO的時(shí)序與數(shù)據(jù)時(shí)鐘不合拍時(shí)，可以執(zhí)行指令執(zhí)行順序或增減空操作(NOP)指令。

3 軟硬件調(diào)試

將PC機(jī)通過(guò)仿真卡、電纜與C6701電路板上的仿真口接好，給電路板加電，運(yùn)行仿真軟件，觀察C6701的寄存器、程序、數(shù)據(jù)內(nèi)容，因?yàn)橛袃善珻6701，用兩個(gè)仿真器調(diào)試更方便。軟硬件調(diào)試的工作主要是C6701與其他設(shè)備的握手、通信問(wèn)題。求權(quán)C6701的主要調(diào)試過(guò)程是：

(1)調(diào)試互鎖讀數(shù)指令，若有信號(hào)源，即前端送來(lái)3路數(shù)據(jù)和相應(yīng)的時(shí)鐘且3路信號(hào)值已知或已測(cè)出的話，則令C6701全速運(yùn)行讀取一段數(shù)據(jù)，然后讓C6701停下來(lái)，觀察讀到的數(shù)據(jù)與送來(lái)的數(shù)據(jù)是否完全一致，若不一致，則逐步檢查；若沒有信號(hào)源，則利用示波器或邏輯分析儀來(lái)分析波形，C6701進(jìn)行互鎖讀時(shí)，就會(huì)將XF0置低，觀察XF0與XF1(數(shù)據(jù)時(shí)鐘)以及STRB信號(hào)的波形，可以看出同步互鎖的時(shí)序配合，若達(dá)不到要求，則要修改C6701程序，還應(yīng)注意C6701讀數(shù)時(shí)刻(STRB上升沿)是否臨近數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換沿。

(2)向RAM寫自適應(yīng)權(quán)：利用仿真器直接察看RAM中內(nèi)容是否正確寫入，或者將寫入的權(quán)再?gòu)腞AM讀回后比較，以次驗(yàn)證存儲(chǔ)器總線操作。

4 程序固化

軟硬件調(diào)試符合要求后，就可以將程序固化到RAM中。求權(quán)C6701的程序代碼固化在EPROM地址1000H開始的區(qū)間，加權(quán)C6701的程序代碼固化在EPROM地址8000H開始的區(qū)間，求權(quán)C6701是標(biāo)準(zhǔn)的8位ROM引導(dǎo)方式，而加權(quán)C6701是串行口引導(dǎo)方式，其程序頭與求權(quán)C6701代碼的程序頭一樣，加權(quán)C6701的32位代碼事先按先低字節(jié)，后高字節(jié)的順序轉(zhuǎn)換成8位代碼。

求權(quán)C6701的代碼在上電復(fù)位后自動(dòng)裝入片內(nèi)RAM，求權(quán)C6701引導(dǎo)成功后要通過(guò)串口向加權(quán)C6701發(fā)送加權(quán)C6701的代碼，求權(quán)C6701總共向加權(quán)C6701發(fā)送N+2個(gè)32字。

在程序固化后，再檢驗(yàn)電路板的工作是否正確，可通過(guò)C6701的IACK等管腳連到的發(fā)光二極管閃爍來(lái)表明DSP程序已經(jīng)正確引導(dǎo)并正常運(yùn)行，在C6701的程序中應(yīng)加入IACK指令，C6701全速工作時(shí)定期在IACK管腳上輸出一個(gè)負(fù)脈沖。

5 結(jié) 語(yǔ)

DSP器件已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，用其構(gòu)成的自適應(yīng)濾波器，也得到了廣泛應(yīng)用，本文提出的這種特殊結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)濾波器，由于有較好的實(shí)時(shí)性和濾波效果，應(yīng)該有較好的應(yīng)用前景。