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1、短线自考毕业论文题 目： 基于Matlab/Simulink的 DSP代码生成 学生姓名： 龙文韬 学 号： 2201004 指导教师： 郭杰荣 专业班级： 电信00101班 完成时间： 2004年5月20日 目 录引 言21 MATLAB/SIMULINK介绍22 DSP芯片介绍22.1 什么是DSP芯片22.2 DSP芯片的开发33 系统级开发设计43.1 原理介绍43.2 开发工具83.2.1 TMS320C6701 EVM介绍83.2.2 MATLAB/SIMULINK中的C6701 EVM84 应用举例94.1 应用步骤94.2 实例说明9结束语13参考文献13基于Matlab/Si
2、mulink的DSP代码生成电子信息科学与技术专业学生:龙文韬指导教师:郭杰荣摘要: 本文研究了基于Matlab/Simulink的DSP代码生成的方法。介绍了基于Matlab/Simulink的DSP系统级设计方法、Matlab与CCS系统对于DSP的各自特点及相互连接，论述了面向TI DSP芯片的系统设计。传统的DSP设计开发流程分为开发设计和产品实现两个环节。这样的开发流程存在许多问题，基于Matlab/Simulink的系统级设计方法，完成了从概念设计、软件仿真、硬件测试全过程。在软件算法仿真测试后直接生成面向数字信号处理（DSP）芯片的代码，有利发现系统设计的错误。关键词: Matl
3、ab Simulink 数字信号处理 C6701评估板 代码编译系统The Generationof DSP Code Built on Matlab/SimulinkElectronic Information Science and TechnologyLong Wen-taoAdvisor: Guo Jie-rongABSTRACT: This paper discusses the Digital Signal Processor（DSP）code generation built on Matlab/Simulink system。The system design method w
4、ith Matlab/Simulink , characteristic and contact of DSP about Matlab and CCS system are described。The system design is based on TI DSP chip。Traditional DSP design has two parts：developing design and product achievement。There has many problems in this process。The system design method built on Matlba/
5、Simulink can accomplish the full course from concept design, software emulate to hardware achieve, the method is in favor of finding out mistakes in the system design by direct DSP chips code generation after software arithmetic emulate test。KEYWORD：Matlab Simulink DSP C6701EVM CCS引 言近年来，伴随着高科技日新月异的
6、发展，对数字信号处理(DSP)芯片的研发也潜移默化地发生了深刻的变革。但现在研发公司或实验室的硬件多采用美国TI公司的系列芯片，开发软件多采用CCS系统等，设计语言为汇编或C，不同层次的科研成员完成一项验证或设计需使用多种语言和开发平台，这就增大了产品开发的风险,延长了产品的上市时间。基于MATLAB/Simulink自带的DSP工具箱可以完成概念设计、软件仿真、硬件测试全过程，Matlab语言易学易用，不要求使用者具备高深的数学知识和编程技巧，现已成为大学教学和科研中最常见的工具。如果能够将DSP开发过程在同一平台上完成将能方便的建立系统模型、实现从系统设计到实现的完美过渡，对DSP的应用开
7、发也能提供一条便利的途径。1 Matlab/Simulink介绍Matlab是一种面向科学与工程计算的高级语言，它集科学计算、自动控制、信号处理、神经网络和图像处理等学科的处理功能于一体，具有极高的编程效率。Matlab是一个高度集中的系统，Matlab提供的Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持线性和非线性系统，能够在连续时间域、离散时间域或者两者的混合时间域里进行建模，它同样支持具有多种采样速率的系统。整体上而言,Simulink是一个系统级的设计和仿真工具，它可以为各种各样的系统建立模型。使用Simulink很容易创建系统的模型，设置仿真参数，然后对模型
8、进行仿真。Simulink和Matlab是高度集成的，用户可以借助Matlab强大的数据分析和可视化功能来分析系统仿真结果。目前Matlab的最新版本是6.5，对应的Simulink版本是5.0。2 DSP芯片介绍2.1 什么是DSP芯片 DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP 指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下的一些主要特点：（1） 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。（2） 程序和数据空间分开，可以同
9、时访问指令和数据。（3） 片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。（4） 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。（5） 快速的中断处理和硬件I/O支持。（6） 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。（7） 可以并行执行多个操作。（8） 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。2.2 DSP芯片的开发目前，对于DSP工程师来说，除了必须了解和熟悉DSP本身的结构（包括软件指令系统和硬件结构）和技术指标外，还必须熟悉和掌握其开发工具和环境。TI DSP的开发工具和环境主要包括以下三个部分：l 代码生成工
10、具（编译器、连接器、优化C编译器、转换工具等）l 系统集成及调试环境与工具l 实时操作系统图1为TI的TMS320系列DSP软件开发流程图：图1 TI TMS320系列DSP软件开发过程C SourceFilesC CompilerAssemblerSourceAssemblerCOFFObject FilesLinkerExecutableCOFF FileTMS320DSPC SourceFilesArchiverMacroLibraryArchiverLibrary ofObject FilesHex ConversionUtilityEPROMProgrammerAbsoluteLis
11、terRuntimeSupportLibraryComputerEVMWith DebuggerXDS EmulatorWith DebuggerSimulator图1 TI TMS320系列DSP软件开发过程3 系统级开发设计 3.1 原理介绍系统级设计的核心是将算法设计和系统设计仿真在统一的开发环境中进行，从而有效地将开发流程的两个部分结合在一起。进行系统级设计需要一个统一的开发环境，且在该开发环境中可以对系统机构、算法进行描述，还能够对系统不同的层次，不同组件和不同数据类型进行建模；同时要有良好的移植性能。Simulink提供了这样一个很好的开发环境，他是基于图块的系统级仿真环境。分级系
12、统的描述方式，提供了真正的自顶向下的设计方法，并且通过图块的方式实现移植。由美国TI与Math公司联合开发的面向TI TMS320C6000 DSP开发平台的嵌入式对象，使MATLAB Simulink与TI高速DSP工具结合成为一体。这套软件使设计者能够利用Matlab平台在C6701或C6711评估板上，经概念设计到代码及自动高速模型生成，对所设计的数字信号处理系统进行开发、验证。开发过程利用Matlab实时工作平台（Real-Time Workshop）以自动生成一个C语言的CCS工程。CCS平台的所有特性，包括编辑工具、编译链接、调试工具、代码压缩以及工程管理等等，都可以调用，帮助设计
13、者随意地使用MATLB、Simulink、Real-Time Workshop以及硬件，利用CCS工程自动地编译、链接，将生成的可执行文件下载到C67XX芯片。一般设计流程如图2所示。添加TI 对象模块完成模型与目标板的通信完成系统设计测试并调整设计使用Simulink或其他模块库中的模块建立模型设置仿真对象参数（包括simulink与Real-Time ）编译链接模型到目标板图2 基于Simulink与C6000的设计流程图Developers Kit for Ti DSP是MathWorks公司和Texas Instruments（TI）公司合作开发的一个基于Simulink和Real-T
14、ime Workshop的开发工具箱，有了这个开发工具箱，用户可以在Simulink的环境中搭建数字信号处理的算法，然后通过Real-Time Workshop生成面向TMS320C6701 Evaluation Module（C6701EVM）或者Texas Instruments Code Composer Studio Integrated Development Enviroment（CCS IDE）的ANSI C 代码。Developers Kit for Ti DSP可以利用TI的编译工具将生成的代码编译成面向C6701EVM的机器码，并可将该机器码直接下载到C6701EVM上执行
15、。为了支持面向C6701EVM的代码生成，Developers Kit for Ti DSP提供了一个基于Real-Time Workshop的目标Target for C6701 EVM。使用这个目标，用户可以从Simulink模型生成C6701EVM的可执行文件或者生成一个针对C6701EVM的CCS IDE工程文件。用户可以在CCS IDE环境中修改该工程文件，然后再编译下载。 TI(Texas Instruments)公司可向用户提供C6701EVM，帮助用户开发针对TMS320C6701的数字信号处理程序。一方面，C6701EVM上为TMS320C6701 DSP提供了输入端口、输出端口、时钟电路、内存单元和电源；另一方面，Mat
