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Blackfin |
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| ADSP-BF533在低耗迅速及時(shí)系統(tǒng)中的利用[多圖] |
| [ 作者：admin ] [ 來源：ADSP開源社區(qū) ] [ 發(fā)布時(shí)間：2011/5/23 ] |
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1 引言
當(dāng)今信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速成長。使得數(shù)字信號(hào)處置成長成為一門十分首要的技術(shù)。而數(shù)字信號(hào)處置器(DSP芯片)的出現(xiàn)為數(shù)字信號(hào)處置算法的完成提供了能夠，同時(shí)，DSP器件功用的不時(shí)提高又極大地促進(jìn)了數(shù)字信號(hào)處置技術(shù)的進(jìn)一步成長。Blackfin系列DSP芯片是美國模擬器件公司(ADI)與Intel 結(jié)合開發(fā)的表現(xiàn)高功用體系構(gòu)造的新一代嵌入式定點(diǎn)處置器。Blackfin處置器在一個(gè)芯片和一個(gè)開發(fā)平臺(tái)上融合了DSP信號(hào)處置、RISC控制處置和音視頻處置功用，具有高速及時(shí)數(shù)據(jù)處置、極佳的代碼密度、靜態(tài)電源維護(hù)、極低的功耗、簡約的開發(fā)運(yùn)用等優(yōu)點(diǎn)。
Blackfin系列DSP具有一個(gè)雙MAC 300刎，(每秒600 MHz)內(nèi)核。其構(gòu)造的中心是數(shù)據(jù)算術(shù)單元，包含兩個(gè)16位乘法累加器(MAC)，2個(gè)40位算術(shù)邏輯單元(ALU)，4個(gè)8位視頻ALU和一個(gè)40位桶形移位器。在每個(gè)周期內(nèi)。每個(gè)MAC能在4個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)操作數(shù)上執(zhí)行16位乘法運(yùn)算．算術(shù)邏輯單元能累加2個(gè)40位的數(shù)或4個(gè)16位的數(shù)。為獲得最大效率．可使用這種體系構(gòu)造處置8位、16位和32位的數(shù)據(jù)運(yùn)算。同時(shí)，Blackfin系列DSP具有全球搶先的功率維護(hù)和功用。Blackfin處置器采用低功耗和低電壓的設(shè)計(jì)辦法．具有靜態(tài)功率維護(hù)的特征，即議決改動(dòng)任務(wù)電壓和頻率來大大降低總功耗。與僅改動(dòng)任務(wù)頻率相比，既改動(dòng)電壓又改動(dòng)頻率能夠使總功耗清楚降低。關(guān)于便攜式使用來說，這相當(dāng)于延伸了電池的壽命。
2 ADSP-BF533處置器簡介
ADSP-BF533是Blackfin系列DSP產(chǎn)品中典型的一款。其首要特征有：16位定點(diǎn)DSP內(nèi)核，可完成600MHz的高速繼續(xù)任務(wù)：靈敏的軟件控制靜態(tài)電源維護(hù)：0.8～1.2V內(nèi)核電壓、2.5～3.3V外部輸進(jìn)電壓、及時(shí)時(shí)鐘模塊RTC、12通道DMA、4GB一致尋址空間、80KB的 L1指令存儲(chǔ)器、64KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：靈敏的引導(dǎo)方式等。此外．ADSP-BF533還具有豐厚的系統(tǒng)外設(shè)——并行外設(shè)接口(PPI)／GPIO、雙通道全雙丁同步串口(SPORT)、通用異步串口(UART)、SPI兼容端口、看門狗定時(shí)器等。
ADSP-BF533可完成600 MHz的高速繼續(xù)任務(wù)，單片處置才干可達(dá)1.2GMIPS (每秒12億次乘加運(yùn)算)，由于處置速度快，ADSP-BF533可適用于高速及時(shí)信號(hào)處置系統(tǒng)；另外，ADSP-BF533的靜態(tài)電源維護(hù)模塊議決改動(dòng)供電電壓和任務(wù)頻率使得其功耗很低，典型數(shù)據(jù)為52毫瓦(200 MHz)、90毫瓦(300MHz、280毫瓦(600 MHz)，當(dāng)處置器處于深度休眠形態(tài)時(shí)，功耗會(huì)變得更低。與類似的DSP相比．ADSP-BF533在同等功用下功耗要低30％．尤其適用于對(duì)功耗有特殊要求的系統(tǒng)。
3 在低功耗高速及時(shí)信號(hào)處置系統(tǒng)中的使用
正由于ADSP-BF533具有及時(shí)處置速度快和低功耗的特征,能夠?qū)⑵涫褂迷谝恍┮蟮凸�、高速度的及時(shí)信號(hào)處置系統(tǒng)中。如水下信號(hào)監(jiān)測(cè)與處置系統(tǒng)、地下管道預(yù)警系統(tǒng)、高空信號(hào)探測(cè)與剖析系統(tǒng)等．這些系統(tǒng)的共同特征是：1．職務(wù)具有“突發(fā)性”——往常不須要龐雜的信號(hào)剖析與處置，而一旦有剖析與處置職務(wù)時(shí),數(shù)據(jù)量、運(yùn)算量都相當(dāng)大，要求系統(tǒng)能夠盡快及時(shí)地依照精準(zhǔn)龐雜的算法舉行處置并得到精確的后果；2．功耗是瓶頸——由于系統(tǒng)所處的位置原由(水下、地下或高空)，普通由電池供電且不宜頻繁更換電池，故財(cái)功耗的要求很高——越低越好。而ADSP-BF533具有及時(shí)處置速度快和低功耗的特征，完全能夠勝任這些系統(tǒng)。圖1是一個(gè)以ADSP—BF533為中心模塊的此類系統(tǒng)的原理框圖。
![ADSP-BF533在低耗迅速及時(shí)系統(tǒng)中的利用[多圖]圖片1](/systemmanage/ewebeditor/UploadFile/2011523164946312.gif)
圖1以ADSP-BF533為中心模塊的低功耗高速及時(shí)信號(hào)處置
系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成．上、下位機(jī)的通訊由GPRS／GSM模塊完成。上位機(jī)軟件擔(dān)任對(duì)下位機(jī)的參數(shù)配置及形態(tài)查詢界面的編寫以及與 GPRS／GSM模塊間通訊的完成；而信號(hào)采集、剖析及處置等首要任務(wù)由下位機(jī)完成，并議決GPRS／GSM模塊將信號(hào)處置后果告知上位機(jī)(如地面任務(wù)站)。下位機(jī)由傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、低功耗微處置器和高功用ADSP-BF533處置器組成。數(shù)據(jù)采集模塊采集來自傳感器的原始信號(hào)數(shù)據(jù)(如水下壓力或聲納、管道應(yīng)力或振幅、高空風(fēng)力或溫度改動(dòng)等)，并依據(jù)須要舉行擴(kuò)大／衰減、模／數(shù)轉(zhuǎn)換等處置，然后將數(shù)據(jù)送給后面的低功耗微處置器。后者對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)依照體會(huì)閾值舉行容易判別——若與體會(huì)閾值有悖，即信號(hào)“能夠異常但不確定”。則將信號(hào)數(shù)據(jù)傳送給后面的ADSP-BF533處置器，后者使用其強(qiáng)悍的數(shù)據(jù)處置才干依照龐雜的算法對(duì)信號(hào)舉行高速及時(shí)處置．得出信號(hào)能不能“異常”的精確后果”，并將后果回送至低功耗MCU。并由后者議決GPRS／GSM模塊通知上位機(jī)。
這種低功用低功耗微處置器和高功用ADSP—BF533相結(jié)合的雙核方式十分適用于上述幾種系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)中低功耗MCU選用51單片機(jī)。由于此類系統(tǒng)耐久處于正常形態(tài)，不須要不斷舉行龐雜的數(shù)據(jù)處置。正常形態(tài)下．僅由單片機(jī)接納數(shù)據(jù)并舉行容易判別而ADSP-BF533處于深度休眠形態(tài)，此時(shí)DSP內(nèi)核、外設(shè)時(shí)鐘所有制止，僅用0.8V電壓維持RTC模塊的及時(shí)時(shí)鐘運(yùn)轉(zhuǎn)，電流僅為幾十微安，功耗微乎其微——滿足此類電池供電系統(tǒng)的節(jié)能要求；而一旦單片機(jī)判決數(shù)據(jù)“能夠異�！保瑢拘研菝叩腁DSP-BF533并對(duì)信號(hào)舉行高速及時(shí)處置 ——滿足此類系統(tǒng)的高速及時(shí)性要求�！�
ADSP-BF533與單片機(jī)間議決異步串口 UART傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)格式和波特率可編程設(shè)定。為了將DSP從深度休眠中喚醒，單片機(jī)另用一根輸出線(如P2.0)接至RESET腳。另外，由于 ADSP-BF533沒有片內(nèi)順序存儲(chǔ)器，用戶的代碼必需議決外部的存儲(chǔ)器來舉行引導(dǎo)。ADSP-BF533的兩個(gè)引腳BMODEO和BMODEl的結(jié)尾形態(tài)決議ADSP-BF533的引導(dǎo)方式，實(shí)驗(yàn)中選用從外部FLASH引導(dǎo)的方式(BMODEO腳接高電平，BMODEI腳接低電平)，將用戶代碼放入 FLASH中，F(xiàn)LASH選用PSD4256G6V(IMB)。ADSP-BF533的地址線A[1:19]辨別接至PSD4256G6V-10UI的 ADl1~ADl5及PCO～PC3腳，數(shù)據(jù)線D[0：15]辨別接至PSD4256G6V-IOUI的PFO～PF7及PG0~PG7腳，在讀寫控制局部，將ADSP-BF533的ABE0、ABE1、AMS0、AMS2、AOE辨別接至PSD4256G6V-10UI的AD0、CNTL2、PC6、 PC7及CNTLI腳，另將ADSP-BF533的而云和PSD4256G6V-10UI的CNTL、PD3腳相連。ADSP-BF533與單片機(jī)間的局部銜接聯(lián)系如圖2所示。
![ADSP-BF533在低耗迅速及時(shí)系統(tǒng)中的利用[多圖]圖片2](/systemmanage/ewebeditor/UploadFile/2011523164949878.gif)
圖2 ADSP-BF533與單片機(jī)的銜接示意圖
系統(tǒng)上電復(fù)位后．7單片機(jī)先議決UART向ADSP-BF533發(fā)送一個(gè)握手信號(hào)．為了區(qū)別后面發(fā)送的正常數(shù)據(jù)，此握手信號(hào)可選用特殊符號(hào)“EOF"，爾后ADSP-BF533進(jìn)入深度休眠的省電方式。系統(tǒng)下作時(shí)由單片機(jī)接納前端采集的數(shù)據(jù)并舉行容易判別，若無異常則ADSP-BF533堅(jiān)持深度休眠，順序?qū)皶r(shí)時(shí)鐘編程為每1天(24小時(shí))發(fā)生一次中綴(RTC中綴)，由中綴喚醒DSP并議決UART向單片機(jī)傳送一個(gè)特定數(shù)據(jù)(如10101010)示意DSP硬件正常并處于深度休眠，再由單片機(jī)議決GPBS／GSM模塊通知上位機(jī)然后再次進(jìn)入深度休眠：當(dāng)單片機(jī)對(duì)前端數(shù)據(jù)初次判決為“能夠異�！睍r(shí)，立刻輸出一個(gè)低電平信號(hào)(1毫秒)至ADSP-BF533的面面矛腳令其復(fù)位，然后ADSP-BF533切換到全速方式(議決對(duì)ADSP～BF533的 PLL編程完成)，接著單片機(jī)議決UART向ADSP-BF533傳送數(shù)據(jù)(因數(shù)據(jù)量不大，將數(shù)據(jù)放在ADSP-BF533內(nèi)部的L1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中)。接著533舉行調(diào)用相應(yīng)算法處置舉行高速及時(shí)處置，若后果異常，則啟用UART向單片機(jī)傳送另一個(gè)特定數(shù)據(jù)(如11111111)告知異常，再由單片機(jī)議決 GPRS／GSM模塊通知上位機(jī)，然后ADSP-BF533再次進(jìn)入深度休眠．直至下面發(fā)作兩種情況之一才再次被激活：1．及時(shí)時(shí)鐘再次計(jì)數(shù)滿一天：2．單片機(jī)再次發(fā)出低電平復(fù)位信號(hào)。ADSP-BF533的任務(wù)流程如圖3所示。
![ADSP-BF533在低耗迅速及時(shí)系統(tǒng)中的利用[多圖]圖片3](/systemmanage/ewebeditor/UploadFile/2011523164950917.gif)
圖3 ADSP-BF533的任務(wù)流程
對(duì)ADSP-BF533的編程是議決寫有關(guān)存放器完成的，在visual DSP++環(huán)境下運(yùn)用匯編言語或C言語均可。實(shí)驗(yàn)中采用c言語完成，如PLL(片內(nèi)鎖相環(huán))子函數(shù)的編程代碼如下：
![ADSP-BF533在低耗迅速及時(shí)系統(tǒng)中的利用[多圖]圖片4](/systemmanage/ewebeditor/UploadFile/2011523164950993.gif)
4 結(jié)論
當(dāng)今社會(huì)，電子技術(shù)普遍使用于各種范圍。人們對(duì)電子系統(tǒng)的速度和功耗提出了越來越高的要求。綜上所述。使用高功用ADSP-BF533處置器高速及時(shí)處置和低功耗的特征．能夠使其在那些要求低功耗、高速度的及時(shí)信號(hào)處置系統(tǒng)中發(fā)揚(yáng)無與倫比的作用。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：提出了一種基于單片機(jī)+ADSP BF533的雙核構(gòu)造，適用于一些具有低功耗、高速及時(shí)處置特征的系統(tǒng)。使用這種雙核構(gòu)造，能夠統(tǒng)籌高速及時(shí)數(shù)據(jù)處置和浪費(fèi)動(dòng)力的要求，可在許多有關(guān)范圍發(fā)揚(yáng)無與倫比的作用。
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