基于MATLAB7．0軟件的實時數(shù)據(jù)交換的實現(xiàn)

1、基于MATLAB70軟件的實時數(shù)據(jù)交換的實現(xiàn)    摘  要：實時數(shù)據(jù)交換(RTDX)是TI公司推出的一種非常優(yōu)秀的實時數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，為DSP系統(tǒng)的軟件調(diào)試提供了一種全新的方法。它利用DSP的內(nèi)部仿真邏輯和JTAG接口實現(xiàn)主機與目標(biāo)機之間的數(shù)據(jù)交換不占用DSP的系統(tǒng)總線和串口等I0資源數(shù)據(jù)傳送完全可以在應(yīng)用程序的后臺運行。對應(yīng)用程序影響很小。文中介紹了一種基于MATLAB的RTDX實現(xiàn)方法，可為DSP編程人員發(fā)現(xiàn)程序錯誤和監(jiān)測系統(tǒng)運行狀況提供實時、直觀的表示形式，并在以C6201型DSP為主處理器的目標(biāo)板上得到應(yīng)用。關(guān)鍵詞：實時數(shù)據(jù)交換；MAT

2、LAB；數(shù)字信號處理器；CCS1 引言    在DSP系統(tǒng)開發(fā)過程中通常要驗證算法的正確性。傳統(tǒng)方法是主機調(diào)試器在目標(biāo)應(yīng)用程序中插入斷點中斷目標(biāo)應(yīng)用程序運行觀測目標(biāo)機上各個寄存器或內(nèi)存變量的值。但是處理系統(tǒng)是實時運作的這種方法不能實時跟蹤處理過程中數(shù)據(jù)的變化，大多數(shù)時間顯示的只是片面的滯后的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示也不直觀給調(diào)試過程帶來很多不便。TI公司的Real Time Data Exchange(RTDX)技術(shù)就是利用DSP的內(nèi)部仿真邏輯和JTAG接口實現(xiàn)主機與目標(biāo)機之間的數(shù)據(jù)交換它不占用DSP的系統(tǒng)總線和串口等L0資源，數(shù)據(jù)傳送完全可以在應(yīng)用程序的后臺運行，對應(yīng)用程

3、序影響很小它完全可以在不中斷目標(biāo)應(yīng)用程序的前提下向主機實時發(fā)送目標(biāo)機上各個寄存器或內(nèi)存變量的值。而主機上的可視化應(yīng)用程序也可以通過嵌入COM的API函數(shù)獲得這些數(shù)據(jù)并以適當(dāng)?shù)母袷桨褟哪繕?biāo)獲得的數(shù)據(jù)顯示出來。這樣編程人員可以實時觀測和分析應(yīng)用程序的運行情況更方便地查找和修改應(yīng)用程序的錯誤，從而縮短了系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)周期。2 RTDX的原理    RTDX是一種可以在不影響目標(biāo)應(yīng)用程序運行的情況下讓主機和目標(biāo)機進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。RTDX支持雙向數(shù)據(jù)流。即目標(biāo)機到主機的數(shù)據(jù)流和主機到目標(biāo)機的數(shù)據(jù)流。    RTD)X的數(shù)據(jù)流示意圖如圖1

4、所示。21 目標(biāo)機到主機的數(shù)據(jù)傳送    目標(biāo)機為了向主機發(fā)送數(shù)據(jù)必須設(shè)定一個輸出通道RTDXochan。通過用戶接口可將數(shù)據(jù)送到輸出通道以使這些數(shù)據(jù)立即保存到RTDX目標(biāo)機的緩存(由RTDX目標(biāo)函數(shù)庫定義)中，然后再將這些數(shù)據(jù)通過，JTAG接口發(fā)送到主機。RTDX主機函數(shù)庫將接收到的數(shù)據(jù)保存在log文件或主機的緩存(具體由RTDX工作模式來設(shè)定)中。保存在log文件或主機緩存中的數(shù)據(jù)可以通過COM AutomationClient重新獲取，以便顯示或分析。      下面是幾種典型的COM Automation Clien

5、t：    MATLAB applications；    Microsoft Excel；    Visual Basic applications；    Visual C+applications：    Lab View；22 主機到目標(biāo)機的數(shù)據(jù)傳送    目標(biāo)機要從主機中獲得數(shù)據(jù)首先必須設(shè)定輸入通道RTDXichan接收主機發(fā)出的命令，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐健＿\行主機寫操作時應(yīng)由COMAutomation

6、Client通過COM接口把要發(fā)送的數(shù)據(jù)先寫人RTDX主機函數(shù)庫中的緩存等待目標(biāo)機讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)RTDX主機函數(shù)庫收到從目標(biāo)機發(fā)出的讀取數(shù)據(jù)請求時，保存在RTDX主機函數(shù)庫中的數(shù)據(jù)便可通過JTAG接口將數(shù)據(jù)發(fā)送到目標(biāo)機寫入目標(biāo)機指定的存儲區(qū)域。操作完成后，主機會通知RTDX目標(biāo)機函數(shù)庫。RTDX目標(biāo)機函數(shù)庫的用戶接口和COM接口利用RTDX目標(biāo)機函數(shù)庫的用戶接口可實現(xiàn)目標(biāo)機。DSP應(yīng)用程序和主機之間安全可靠的數(shù)據(jù)交換。同時可利用它完成應(yīng)用程序向RTDX主機函數(shù)庫發(fā)送數(shù)據(jù)、應(yīng)用程序向RTDX主機函數(shù)庫發(fā)送數(shù)據(jù)請求及在目標(biāo)機上提供數(shù)據(jù)緩存等功能。23  RTDX的運行模式 

7、60;  RTDX主機庫提供二種運行模式：連續(xù)模式和非連續(xù)模式。在連續(xù)模式中數(shù)據(jù)只是簡單地被RTDX主機函數(shù)庫緩沖此模式用于希望得到連續(xù)數(shù)據(jù)并顯示的場合。而在非連續(xù)模式中數(shù)據(jù)被寫到主機上的一個日志文件(10g file)，所以此模式適用于希望采集有限的數(shù)據(jù)場合。3 MATLAB Link for CCS介紹    MATLAB是一種科學(xué)計算軟件專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。MATLAB將高性能的數(shù)值計算和可視化集成在一起并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計。Link for Code Composer Stu

8、dio用于在MATLAB、TI軟件開發(fā)環(huán)境Code ComposerStudio(CCS)和TI DSP硬件之間建立雙向和實時數(shù)據(jù)鏈接。工程師可以利用MATLAB的可視化功能及數(shù)學(xué)函數(shù)可視化分析來自CCS及C280050006000等系列DSP的數(shù)據(jù)。利用該工具可以自動執(zhí)行CCS的命令來進(jìn)行分析、交互或者批處理調(diào)試和顯示在MATLAB和CCS之間傳輸數(shù)據(jù)驗證算法。通過RTDX通道可以在不停止DSP運行的情況下與XDS510XDS560仿真器之間實現(xiàn)高速、實時數(shù)據(jù)交換并提供分析和可視化仿真或?qū)崟r數(shù)據(jù)能力。31  MATLAll對CCS的控制功能    用戶

9、可以通過MATLAB Link for Code Compos-er Studio在MATLAB環(huán)境中對11 DSP嵌入式應(yīng)用程序進(jìn)行算法級和系統(tǒng)級的觀察、分析、調(diào)試及驗證，包括分析、調(diào)試代碼實時分析：可以在MATLAB環(huán)境里對CCS的程序進(jìn)行調(diào)試可以將數(shù)據(jù)傳遞到CCS，在DSP上執(zhí)行算法，在MATLAB的命令窗口進(jìn)行雙向、交互的數(shù)據(jù)分析；可以對DSP的寄存器和存儲區(qū)進(jìn)行操作獲取數(shù)據(jù)到MATLAB工作區(qū)實現(xiàn)繪圖計算和統(tǒng)計曲線擬合。MATLAB、Simulink和Link for Code Composer Studio為TI的DSP提供了驗證、調(diào)試、觀察和實現(xiàn)嵌入式軟件的集成平臺。32

10、0; 分析處理并顯示數(shù)據(jù)    實現(xiàn)信號處理運算實時分析測試(RTDX)。該工具借助RDTX提供了管理TI目標(biāo)DSP的數(shù)據(jù)和算法的通道能夠在目標(biāo)DSP運行的情況下在MATLAB與DSP之間實時交換數(shù)據(jù)可以傳遞測試向量、監(jiān)控程序輸出、顯示和評估實時測試結(jié)果：讀取、寫入DSP存儲空間的數(shù)據(jù)，在程序執(zhí)行期間改變執(zhí)行參數(shù)，在不中斷程序執(zhí)行的情況下改變算法或者在代碼里加入斷點可以對原始系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行實時驗證和修正。4 基于MATLAB的RTDX實現(xiàn)    本設(shè)計用MATLAB編程作為COM AutomationClient實現(xiàn)同C6201為主處理

11、器的目標(biāo)板與主機之間的通信并實時獲取目標(biāo)板數(shù)據(jù)。41 目標(biāo)DSP所需的準(zhǔn)備工作411 通道定義    在DSP的C程序中需在主函數(shù)前包含必要的頭文件和輸入輸出通道定義語句，即加入：    其中通道名稱ichan和oehan可以任意取，但要與Marlab程序中所使用的通道名稱相對應(yīng)。412  主機與目標(biāo)機間的同步413 目標(biāo)機寫操作程序414設(shè)定RTDX_P0110的調(diào)用方式    RTDX目標(biāo)機函數(shù)庫通過調(diào)用函數(shù)RTDX Poll0實現(xiàn)主機與目標(biāo)機間通信。RTDX_PollO的調(diào)用有二種方式：一種是在應(yīng)用程序中調(diào)用。另一種是利用中斷服務(wù)程序調(diào)用。程序如下：While (RTDX_writing!=NULL)#if RTDX POLLING_IMPLEMENTATIONRTDX_Poll（）；#end if     若將宏RTDX_POLLING_IMPLEMENTATION定義為1則表示在應(yīng)用程序中調(diào)用RTDX_Poll0而如果將其定義為0則表示在中斷服務(wù)程序中調(diào)用RTDX_Pon0。其他參數(shù)設(shè)定可在CCS中進(jìn)行，目錄如圖2所示。42 主機的部分MATLAB程序43 操作過程    首先將改好的目標(biāo)DSP程序編譯下載