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電子發燒友網>電子資料下載>DSP>多信號并行處理軟件架構設計分析

多信號并行處理軟件架構設計分析

2017-10-21 | rar | 0.3 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

隨著信息技術和芯片技術的發展,DSP技術在航空、通信、醫療和消費類電子設備中得到廣泛應用。伴隨主頻不斷提升及多核并行工作,DSP芯片的運算能力快速增強。運用DSP芯片快速設計多類信號多路并行處理的軟件,變得更加重要。為滿足需求,文中提出一種基于DSP/ BIOS的軟件架構,可提高軟件的可維護性和可重用性,方便算法的裁減添加及程序的跨平臺移植,實現多類信號多路并行處理的軟件快速開發設計。
  1 DSP/BIOS簡介
  DSP/BIOS是TI公司推出的實時操作系統,集成在CCS(Code Composer Studio)開發環境中。DSP/BIOS采用靜態配置策略,通過去除運行代碼能使目標程序存儲空間最小化,優化內部數據結構,在程序執行前夠通過確認對象所有權較早地檢測出錯誤,可滿足DSP運行時的調試和性能分析,應用DSP/BIOS可以快速編寫高效程序,較大的簡化DSP應用程序的開發和調試。DSP/BIOS是一組可重復調用的系統模塊應用程序接口API集合,分為系統模塊System、協助模塊Instrumentation、調度模塊Scheduling、同步模塊Synchronization、通信模塊Input/Out put和配置模塊CSL。系統模塊,主要完成芯片型號確認、字節序Endian Mode配置、主頻配置、芯片Cashe空間劃分及內存空間分配。協助模塊Instrumentation,主要負責消息打印、事件日志及信息追蹤工作。調度模塊,為DSP/BIOS核心功能,可細化為定時管理CLK、周期中斷管理PRD、硬中斷管理HWI、軟中斷管理SWI、任務管理TSK和空閑任務管理IDL。CLK控制片內的32位實時邏輯時鐘,負責PRD周期的設置。PRD管理周期對象,觸發應用程序周期執行性,為一種特殊的SWI。HWI管理硬件中斷,主要負責DSP與外設的數據交互,中斷服務程序應盡量短小精焊。SWI是不可阻塞搶斷式,SWI任務只能在程序編制時預先定義好。TSK是可阻塞搶斷式的,支持任務的動態產生。IDL管理休眠函數,休眠函數在目標系統程序無更高優先權的函數運行時啟動,是一種特殊的TSK。同步模塊,負責各個調度模塊之間信息的交換傳遞,保證調度模塊之間的同步和互斥。通信模塊,允許應用程序在目標系統和主機之間交流數據。配置模塊,負責芯片底層硬件的配置。另外DSP/BIOS還帶有插件,支持實時分析、程序跟蹤和性能監視。
  2 DSP軟件架構
  軟件架構采用分層設計思想,共分5層:驅動層、系統層、算法層、控制層和應用層。驅動層完成芯片硬件接口及外圍芯片驅動。系統層運行DSP/BIOS操作系統,完成硬件中斷、周期控制和任務調度功能。算法層提供各類業務需求的算法API。控制層負責軟件的指令解析、內存管理、中斷服務和交換控制。應用層為CPU調用控制DSP提供指令交互和數據交互接口。
  多信號并行處理軟件架構設計分析
  3 子層設計
  3.1 驅動層
  使用DSP/BIOS圖形化的界面,調用芯片支持庫模塊CSL,快速設置DSP底層硬件接口,完成芯片的MCBSP驅動、EMIF驅動和EDMA驅動的開發。對于外圍芯片的驅動,如A/D芯片驅動,首先硬件上完成DSP芯片與A/D芯片的接線,然后按照配置指令的幀格式完成對A/D芯片的配置。
  3.2 系統層
  系統層設計為軟件架構設計的關鍵點,充分利用DSP/BIOS提供的調度模塊和同步模塊。將控制層中的指令解析、交換控制和交換表更新模塊與PRD綁定,周期檢查有無新指令,并根據指令解析更新交換表,調度周期由32位實時邏輯時鐘控制。將控制層中的交換控制和數據交換模塊與TSK綁定,根據從其他模塊收到的信號量SEM或者郵箱信息MBX,進行數據格式轉換,完成不同格式的數據在不同信道間的透明傳輸。將中斷服務與HWI進行綁定,完成數據實時收發。運用同步模塊Synchronization中的郵箱機制MBX與信號量SEM機制完成HWI、PRD和TSK之間的消息傳遞。運用操作系統的調度算法,完成多個任務之間的調度,控制數據收發及數據處理。
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