软件无线电原理与技术第2章 软件无线电硬件体系结构.ppt

　　C编程方法易学易用，但编译出的汇编程序比手工汇编程序长得多，因而其效率一般只有20%～40%。为了克服C编译器效率低的缺点，在提供标准C库函数的同时，开发系统也提供了许多针对DSP运算的高效库函数，例如FFT、FIR、IIR、相关、矩阵运算等，它们都是手工汇编的，带有高级语言调用/返回接口。　　一般为了得到高效编程，在系统软件开发中，关键的DSP运算程序都是自行用汇编语言手工编写的，按照规定的接口约定，由C程序进行调用，这样可极大地提高编程效率。 　　(2) 汇编器(Assembler)。　　汇编器用来将汇编语言原文件转变为基于公用目标文件格式的机器语言目标文件。　　(3) 链接器(Linker)。　　链接器用来将主程序、库函数和子程序等，由汇编器产生的目标文件链接在一起，产生一个可执行的模块，形成DSP目标代码。 　　(4) 软件模拟器(Simulator)。　　软件模拟器是脱离硬件的纯软件仿真工具。将程序代码加载后，在一个窗口工作环境中，可以模拟DSP的运行程序，同时对程序进行单步执行并设置断点，对寄存器/存储器进行观察、修改，统计某段程序的执行时间等。通常在程序编写完以后，都会在软件仿真器上进行调试，以初步确定程序的可运行性。软件仿真器的主要缺点是对外部接口的仿真不够完善。 　　(5) 硬件仿真器(Emulator)。　　硬件仿真器用JTAG接口电缆把DSP硬件目标系统和装有仿真软件/仿真卡的PC接口板连接起来，用PC平台对实际硬件目标系统进行调试，能仿真程序在实际硬件环境下的功能。　　为了方便调试，厂家会提供一个包含DSP、存储器、常用接口电路的通用电路板和相应软件的软/硬件系统，通常有两种形式：一种是电路板卡的形式，插入计算机中；另一种是通过计算机的串口或并口连接到计算机。这些都是通过计算机的控制端口来控制DSP的运行的，并且有简单的DSK(DSP Starter Kit)入门套件和较为复杂的EVM(EValuation Module)评估模块等。这些都有助于初学者熟悉和使用DSP处理器，也可以作为程序的初步运行对象，以方便调试。 　　随着DSP应用范围的扩大、处理能力的加强以及DSP更新速度的加快，DSP处理系统越来越复杂，对设计者来说难度也越来越大，为此有的厂家已制定了一些标准，依据标准来设计生产电路板级DSP处理模块，同时为这种标准模块提供丰富的软件开发系统和算法库。　　其中典型的如TMS320C4X和SDSP2106X，它们可以通过通信口和全局总线插座将若干模块安装在母板上，方便地组成多处理器系统。这种模块化设计降低了硬件设计难度，减少了硬件设计时间，有利于更高效地开发DSP系统。 　　2) DSP开发系统　　目前各DSP芯片生产厂家已经把以上列出的各开发工具集成在一起，构成了集成开发环境。集成开发环境可以提供环境配置、源程序编辑、编译连接、程序调试、跟踪分析等各个环节，以加速软件开发进程，提高工作效率。集成开发环境把编译、汇编、链接等工具集成在一起，用一条命令即可完成全部的汇编工作。另外，它把软/硬件开发工具集成在其中，使程序的编写、汇编、程序的软/硬件仿真和调试等开发工作在统一的环境中进行，给开发工作带来了极大的方便。下面列出两个主要公司出品的集成开发环境。 　　(1) TI的CCS集成开发环境。　　在编译器市场中，最为著名的是TI公司的CCS(Code Composer Studio)，它包含有编译器和集成开发环境IDE，是TI开发的一个完整的DSP集成开发环境。CCS是为TI高端产品C6000 和高性能C5000设计的新的软件工具，它将代码生成工具和调试工具集成在一起，并提供了基于可视化链接和剖析的编译功能。CCS能在一个控制窗口内使用所有的工具，无需像其他开发系统那样在几个不同的应用程序之间切换，因而使客户能够开发出更可靠的应用系统，缩短产品的上市时间。由于TI的DSP使用非常广泛，因此CCS也就成为了使用最为广泛的DSP开发软件之一。 　　12) 处理能力　　GPP处理能力较强，时钟速率高，现在高性能的Pentium4处理器时钟已达3.2 GHz。 除此而外，为了提高处理指令执行的并行性，GPP采用了单指令多数据(SIMD，Single Instruction Multiple Data)体制、超长指令字VLIW结构和超标量体系结构。其中，SIMD处理器把输入的长的数据分解为多个较短的数据，然后由单指令并行地操作，从而提高处理海量、可分解数据的能力。该技术能大幅度地提高在多媒体和信号处理中大量使用的一些矢量操作的计算速度，如坐标变换和旋转。通用SIMD处理器增强的两个例子是Pentium的MMX扩展和PowerPC族的AltiVec扩展，而VLIW结构和超