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Blackfin |
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| ADSP-BF533在低耗迅速及时系统中的利用[多图] |
| [ 作者：admin ] [ 来源：ADSP开源社区 ] [ 发布时间：2011-5-23 ] |
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1 引言
当今信息技术与计算机技术的飞速成长。使得数字信号处置成长成为一门十分首要的技术。而数字信号处置器(DSP芯片)的出现为数字信号处置算法的完成提供了能够，同时，DSP器件功用的不时提高又极大地促进了数字信号处置技术的进一步成长。Blackfin系列DSP芯片是美国模拟器件公司(ADI)与Intel 结合开发的表现高功用体系构造的新一代嵌入式定点处置器。Blackfin处置器在一个芯片和一个开发平台上融合了DSP信号处置、RISC控制处置和音视频处置功用，具有高速及时数据处置、极佳的代码密度、静态电源维护、极低的功耗、简约的开发运用等优点。
Blackfin系列DSP具有一个双MAC 300刎，(每秒600 MHz)内核。其构造的中心是数据算术单元，包含两个16位乘法累加器(MAC)，2个40位算术逻辑单元(ALU)，4个8位视频ALU和一个40位桶形移位器。在每个周期内。每个MAC能在4个独立的数据操作数上执行16位乘法运算．算术逻辑单元能累加2个40位的数或4个16位的数。为获得最大效率．可使用这种体系构造处置8位、16位和32位的数据运算。同时，Blackfin系列DSP具有全球抢先的功率维护和功用。Blackfin处置器采用低功耗和低电压的设计办法．具有静态功率维护的特征，即议决改动任务电压和频率来大大降低总功耗。与仅改动任务频率相比，既改动电压又改动频率能够使总功耗清楚降低。关于便携式使用来说，这相当于延伸了电池的寿命。
2 ADSP-BF533处置器简介
ADSP-BF533是Blackfin系列DSP产品中典型的一款。其首要特征有：16位定点DSP内核，可完成600MHz的高速继续任务：灵敏的软件控制静态电源维护：0.8～1.2V内核电压、2.5～3.3V外部输进电压、及时时钟模块RTC、12通道DMA、4GB一致寻址空间、80KB的 L1指令存储器、64KB的数据存储器：灵敏的引导方式等。此外．ADSP-BF533还具有丰厚的系统外设——并行外设接口(PPI)／GPIO、双通道全双丁同步串口(SPORT)、通用异步串口(UART)、SPI兼容端口、看门狗定时器等。
ADSP-BF533可完成600 MHz的高速继续任务，单片处置才干可达1.2GMIPS (每秒12亿次乘加运算)，由于处置速度快，ADSP-BF533可适用于高速及时信号处置系统；另外，ADSP-BF533的静态电源维护模块议决改动供电电压和任务频率使得其功耗很低，典型数据为52毫瓦(200 MHz)、90毫瓦(300MHz、280毫瓦(600 MHz)，当处置器处于深度休眠形态时，功耗会变得更低。与类似的DSP相比．ADSP-BF533在同等功用下功耗要低30％．尤其适用于对功耗有特殊要求的系统。
3 在低功耗高速及时信号处置系统中的使用
正由于ADSP-BF533具有及时处置速度快和低功耗的特征,能够将其使用在一些要求低功耗、高速度的及时信号处置系统中。如水下信号监测与处置系统、地下管道预警系统、高空信号探测与剖析系统等．这些系统的共同特征是：1．职务具有“突发性”——往常不须要庞杂的信号剖析与处置，而一旦有剖析与处置职务时,数据量、运算量都相当大，要求系统能够尽快及时地依照精准庞杂的算法举行处置并得到精确的后果；2．功耗是瓶颈——由于系统所处的位置原由(水下、地下或高空)，普通由电池供电且不宜频繁更换电池，故财功耗的要求很高——越低越好。而ADSP-BF533具有及时处置速度快和低功耗的特征，完全能够胜任这些系统。图1是一个以ADSP—BF533为中心模块的此类系统的原理框图。
![ADSP-BF533在低耗迅速及时系统中的利用[多图]图片1](/systemmanage/ewebeditor/UploadFile/2011523164946312.gif)
图1以ADSP-BF533为中心模块的低功耗高速及时信号处置
系统由上位机和下位机组成．上、下位机的通讯由GPRS／GSM模块完成。上位机软件担任对下位机的参数配置及形态查询界面的编写以及与 GPRS／GSM模块间通讯的完成；而信号采集、剖析及处置等首要任务由下位机完成，并议决GPRS／GSM模块将信号处置后果告知上位机(如地面任务站)。下位机由传感器、数据采集模块、低功耗微处置器和高功用ADSP-BF533处置器组成。数据采集模块采集来自传感器的原始信号数据(如水下压力或声纳、管道应力或振幅、高空风力或温度改动等)，并依据须要举行扩大／衰减、模／数转换等处置，然后将数据送给后面的低功耗微处置器。后者对信号数据依照体会阈值举行容易判别——若与体会阈值有悖，即信号“能够异常但不确定”。则将信号数据传送给后面的ADSP-BF533处置器，后者使用其强悍的数据处置才干依照庞杂的算法对信号举行高速及时处置．得出信号能不能“异常”的精确后果”，并将后果回送至低功耗MCU。并由后者议决GPRS／GSM模块通知上位机。
这种低功用低功耗微处置器和高功用ADSP—BF533相结合的双核方式十分适用于上述几种系统，实验中低功耗MCU选用51单片机。由于此类系统耐久处于正常形态，不须要不断举行庞杂的数据处置。正常形态下．仅由单片机接纳数据并举行容易判别而ADSP-BF533处于深度休眠形态，此时DSP内核、外设时钟所有制止，仅用0.8V电压维持RTC模块的及时时钟运转，电流仅为几十微安，功耗微乎其微——满足此类电池供电系统的节能要求；而一旦单片机判决数据“能够异常”，将唤醒休眠的ADSP-BF533并对信号举行高速及时处置 ——满足此类系统的高速及时性要求。
ADSP-BF533与单片机间议决异步串口 UART传送数据。数据格式和波特率可编程设定。为了将DSP从深度休眠中唤醒，单片机另用一根输出线(如P2.0)接至RESET脚。另外，由于 ADSP-BF533没有片内顺序存储器，用户的代码必需议决外部的存储器来举行引导。ADSP-BF533的两个引脚BMODEO和BMODEl的结尾形态决议ADSP-BF533的引导方式，实验中选用从外部FLASH引导的方式(BMODEO脚接高电平，BMODEI脚接低电平)，将用户代码放入 FLASH中，FLASH选用PSD4256G6V(IMB)。ADSP-BF533的地址线A[1:19]辨别接至PSD4256G6V-10UI的 ADl1~ADl5及PCO～PC3脚，数据线D[0：15]辨别接至PSD4256G6V-IOUI的PFO～PF7及PG0~PG7脚，在读写控制局部，将ADSP-BF533的ABE0、ABE1、AMS0、AMS2、AOE辨别接至PSD4256G6V-10UI的AD0、CNTL2、PC6、 PC7及CNTLI脚，另将ADSP-BF533的而云和PSD4256G6V-10UI的CNTL、PD3脚相连。ADSP-BF533与单片机间的局部衔接联系如图2所示。
![ADSP-BF533在低耗迅速及时系统中的利用[多图]图片2](/systemmanage/ewebeditor/UploadFile/2011523164949878.gif)
图2 ADSP-BF533与单片机的衔接示意图
系统上电复位后．7单片机先议决UART向ADSP-BF533发送一个握手信号．为了区别后面发送的正常数据，此握手信号可选用特殊符号“EOF"，尔后ADSP-BF533进入深度休眠的省电方式。系统下作时由单片机接纳前端采集的数据并举行容易判别，若无异常则ADSP-BF533坚持深度休眠，顺序对及时时钟编程为每1天(24小时)发生一次中缀(RTC中缀)，由中缀唤醒DSP并议决UART向单片机传送一个特定数据(如10101010)示意DSP硬件正常并处于深度休眠，再由单片机议决GPBS／GSM模块通知上位机然后再次进入深度休眠：当单片机对前端数据初次判决为“能够异常”时，立刻输出一个低电平信号(1毫秒)至ADSP-BF533的面面矛脚令其复位，然后ADSP-BF533切换到全速方式(议决对ADSP～BF533的 PLL编程完成)，接着单片机议决UART向ADSP-BF533传送数据(因数据量不大，将数据放在ADSP-BF533内部的L1数据存储器中)。接着533举行调用相应算法处置举行高速及时处置，若后果异常，则启用UART向单片机传送另一个特定数据(如11111111)告知异常，再由单片机议决 GPRS／GSM模块通知上位机，然后ADSP-BF533再次进入深度休眠．直至下面发作两种情况之一才再次被激活：1．及时时钟再次计数满一天：2．单片机再次发出低电平复位信号。ADSP-BF533的任务流程如图3所示。
![ADSP-BF533在低耗迅速及时系统中的利用[多图]图片3](/systemmanage/ewebeditor/UploadFile/2011523164950917.gif)
图3 ADSP-BF533的任务流程
对ADSP-BF533的编程是议决写有关存放器完成的，在visual DSP++环境下运用汇编言语或C言语均可。实验中采用c言语完成，如PLL(片内锁相环)子函数的编程代码如下：
![ADSP-BF533在低耗迅速及时系统中的利用[多图]图片4](/systemmanage/ewebeditor/UploadFile/2011523164950993.gif)
4 结论
当今社会，电子技术普遍使用于各种范围。人们对电子系统的速度和功耗提出了越来越高的要求。综上所述。使用高功用ADSP-BF533处置器高速及时处置和低功耗的特征．能够使其在那些要求低功耗、高速度的及时信号处置系统中发扬无与伦比的作用。
本文作者创新点：提出了一种基于单片机+ADSP BF533的双核构造，适用于一些具有低功耗、高速及时处置特征的系统。使用这种双核构造，能够统筹高速及时数据处置和浪费动力的要求，可在许多有关范围发扬无与伦比的作用。
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