DSP／BIOS在數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)中的應(yīng)用

引言
隨著通信與信息技術(shù)的不斷發(fā)展及數(shù)字產(chǎn)品的普及，DSP被越來越多地應(yīng)用于各種數(shù)字系統(tǒng)中。美國德州儀器(TI)公司于20世紀(jì)90年代開發(fā)了能在其DSP產(chǎn)品上運行的實時操作系統(tǒng)內(nèi)核DSP／BIOS，并提出一系列DSP軟件實施方案來加速應(yīng)用開發(fā)進(jìn)程。
本文將嵌入式技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中，采用TI公司的TMS320DM6437為核心處理器，以DSP／BIOS操作系統(tǒng)為軟件平臺，通過芯片支持庫和應(yīng)用程序構(gòu)建成一個完整的數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)系統(tǒng)。監(jiān)測接收機(jī)通過周期地掃描給定頻段，利用頻譜分析測量頻譜占用度、頻率發(fā)射類型、帶寬和載干比等參數(shù)，并實現(xiàn)自動測量。

1 DSP／BIOS
針對TI公司的TMS320系列數(shù)字信號處理器，DSP／BIOS為開發(fā)者提供一種實時操作系統(tǒng)解決方案。DSP／BIOS是一個功能豐富、可擴(kuò)展的內(nèi)核服務(wù)集，開發(fā)人員可以用來管理系統(tǒng)級的資源和構(gòu)建DSP應(yīng)用的基礎(chǔ)架構(gòu)。在DSP／BIOS的協(xié)助下，開發(fā)人員可以拋開底層開發(fā)的困擾，從而專注于算法實現(xiàn)和系統(tǒng)集成。
DSP／BIOS是一個可剪裁的實時操作系統(tǒng)，主要由3部分組成：多線程實時內(nèi)核、實時分析工具和芯片支持庫。多線程實時內(nèi)核維護(hù)調(diào)度多線程的運行，負(fù)責(zé)任務(wù)的調(diào)度及時間輪詢算法的實現(xiàn)；實時分析工具提供線程算法實時運行的情況，方便用戶驗證系統(tǒng)設(shè)計的正確性和可靠性；芯片支持庫負(fù)責(zé)管理外設(shè)資源，利用圖形工具便可完成復(fù)雜的外設(shè)寄存器初始化配置。
1．1 多線程實時內(nèi)核
DSP／BIOS設(shè)計的主要目的是降低存儲器需求的空間和CPU響應(yīng)時間。這種設(shè)計有利于縮減程序代碼量，提高系統(tǒng)模塊化程度，降低指令的執(zhí)行周期以及實現(xiàn)后臺任務(wù)間的通信和管理。
1．2 實時分析工具
DSP／BIOS的實時分析工具能實時捕獲和顯示數(shù)據(jù)，這對于軟件開發(fā)階段診斷系統(tǒng)和查找系統(tǒng)缺陷非常有幫助。實時分析工具主要包含兩方面的內(nèi)容：實時數(shù)據(jù)交換(RTDX)功能和面板工具插件。實時分析工具是在DSP空閑周期內(nèi)完成與目標(biāo)應(yīng)用程序間的通信，因此不會影響應(yīng)用程序的實時性。
1．3 芯片支持庫
在DSP系統(tǒng)軟件設(shè)計中，一般會涉及大量對片上外設(shè)的操作，往往要消耗過多的時間和精力。TI公司為5000系列和6000系列的DSP提供了各自的芯片支持庫CSL(Chip Support Library)。CSL庫函數(shù)主要用于配置和控制DSP片上外設(shè)，使片上外設(shè)更容易使用，縮短開發(fā)時間，增強(qiáng)可移植性。用CSL來配置和管理DSP的硬件外設(shè)模塊，可以使固件程序的開發(fā)變得更加方便和快捷。

2 數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)系統(tǒng)
2．1 數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)系統(tǒng)分析
數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)工作原理如圖1所示。數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)由標(biāo)準(zhǔn)源、調(diào)諧器、中頻數(shù)字信號處理器和電源等模塊組成。接收機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程計算機(jī)工作站相連，計算機(jī)工作站完成信號顯示、對接收機(jī)輸出信號的進(jìn)一步處理，以及對接收機(jī)的配置及控制。