Устройство для отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольРеильнт сигнал зовано для подготовки, и отладки в реальном масштабе времени программ цифровых процессоров обработки сигналов (ЦПОС) с аналоговыми устройствами ввода-вывода (например, КМ1813ВЕ1). Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов в реальном масштабе времени. Устройство содержит блок 1 микропрограммного управления, регистры 2 и 8, цифроаналоговый преобразователь 3, переключатель 4, фильтр 5, блок 6 сопряжения с цифровым процессором и аналого-цифровой преобразователь7. Устройство позволяет вводить и редактировать программу, отлаживать ее на программной модели ЦПОС, а также вести отладку в реальном масштабе времени на.тестовых сигналах, моделирующих реальный сигнал. Моделирование произ (Л С СХ 00 СО ел 1

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

Ю1) 1 С 06 P 11/28

ГОСУДАРСТ8ЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Реал сиги (21) 4097988/24-24 (22) 20.05.86 (46) 23.09.87, Бюл. ¹ 35 (71) .Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции и Опытноконструкторское бюро геофизического приборостроения Объединения "Укргеофизика" (72) В.Г.Артюхов, В.В.Глухенький, А.Н.Макеенок, Е.В.Стацюра и Р,A,Ëåðíåð (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 598077, кл. G 06 F 9/20, 1978.

System design kit user s quide

SDK-2920. — Intel corporation, 1981, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТЛАДКИ ПРОГРА1Ф!

ЦИФРОВЫХ ПРОЦЕССОРОВ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для подготовки и отладки s реальном масштабе времени программ цифровых процессоров обработки сигналов (ЦПОС) с аналоговыми устройствами ввода-вывода (например, КМ1813ВЕ1).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов в реальном масштабе времени, Устройство содержит блок 1 микропрограммного управления, регистры 2 и 8, цифроаналоговый преобразователь 3, переключатель 4, фильтр 5, блок 6 сопряжения с цифровым процессором и аналого-цифровой преобразователь 7.

Устройство позволяет вводить и редактировать программу, отлаживать ее на программной модели ЦПОС, а также вести отладку в реальном масштабе времени на.тестовых сигналах, моделирующих реальный сигнал. Моделирование произ1339570 водится при помощи первого регистра, регистра. Кроме этого, устройство цифроаналогового преобразователя и позволяет программировать ЦПОС, испыперестраиваемого фильтра, а ввод ре- тывать его на реальных сигналах, дозультатов обработки сигналов в уст- кументировать и хранить отлаженную ройство от ЦПОС вЂ” при помощи аналого- программу на внешних устройствах. цифрового преобразователя и второго 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для подготовки и отпадки в реальном масштабе времени программ с, специализированных однокристальных

БИС цифровых процессоров обработки сигналов (ЦПОС) с аналоговыми устройствами ввода-вывода.

Цель изобретения — расширение фун 0 кциональных возможностей устройства за счет обеспечения отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов в реальном масштабе времени, На фиг.1 представлена структурная 1б схема устройства для отладки программ, на фиг,2 — функциональная схема фильтра; на фиг.3 — алгоритм работы устройства для отладки программ.

Устройство для отладки программ 20 (фиг.1) содержит блок 1 программного управления, выход которого соединен с входом первого регистра 2, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 3,„ вы- 25 ход последнего соединен с первым вхо дом переключателя 4, второй вход которого подключен к источнику реальных сигналов, выход переключателя 4 соединен с входом фильтра 5, выход кото†Зо рого соединен с входом блока б сопряжения с цифровым процессором обработки, выход блока б соединен с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 7, выход которого соединен с входом второго регистра 8, выход второго регистра соединен с входом блока

1 программного управления. К входамвыходам блока б непосредственно подключают входы и выходы ЦПОС.

Фильтр 5 (фиг.2) содержит операционный усилитель (ОУ) 9, емкость 10, галетный переключатель 11, набор резисторов 12. Выход ОУ 9 является выходом перестраиваемого фильтра 5.

Емкость 10 включена в обратной связи ОУ 9 между его выходом и инвертирующим входом. Неинвертирующий вход

ОУ 9 соединен с общим проводом. Га-. летный переключатель 11 подключает вход перестраиваемого фильтра 5 к инвертирующему входу ОУ 9 через один из резисторов 12.1, 12.2,...,12.N и таким образом осуществляется подстройка полосы пропускания перестраиваемого фильтра 5 под заданный тестовый сигнал.

Номиналы резисторов 12.1, 12.2, ..., 12.N и емкости 10 определяют частоту среза перестраиваемого фильтра 5, которая равна половине частоты дискретизации входного сигнала. Конкретные значения частоты среза определяются областью применения устройств, использующих ЦПОС. Например, при геофизических исследованиях скважин частота входного сигнала (F-СГ) находится в диапазоне 0 — 400 Гц. Частоту дискретизации (Р-Д) входного сигнала для задач геофизики обычно выбирают в диапазоне 2 F — Сà — 5 F — СГ. По+ + этому достаточно четырех значений

Р-Д: 2 Р-.ÑÃ, 3 F-СГ, .5 F-СГ, 5 F-СГ, которые задаются галетным переключателем 11. Значения резисторов 12 и емкости 10 рассчитываются по формуле

F-Д=2 КФС, где R — значения резисторов 12.1, 12.2,..., 12N, ОмН;

С вЂ” значение емкости 10, Ф.

В качестве блока 1 можно использовать мини- или микроЭВМ, а также специализированные микроЭВМ при построении автономных устройств отладки программ ЦПОС в условиях реального применения аппаратуры (полевые, на борту). Если использовать микроЭВМ типа

СМ-1800, то для сопряжения с первым регистром 2 можно применить модуль самополяризации, частотный спектр которого 0 — 400 Гц (F-СГ=400 Гц).

Сначала программа вводится в ОЗУ блока 1, редактируется и транслируется в микрокоманды ЦПОС. Далее выполняется ее предварительная отладка в нереальном времени на программной модели

ЦПОС и программирование БИС ЦПОС.

После этого осуществляется отладка на тестовых сигналах, для чего в ОЗУ блока 1 вводятся значения отсчетов тестового сигнала, задаются интервалы времени между выдачей на ПАП 3 теку3 13395 вывода дискретных сигналов CM-l800

9303, а с вторым регистром 8 — модуль ввода дискретных сигналов СМ 1800

9301, Переключатель 4 — это переклю5 чатель на два фиксированных положения (например, П2К), В качестве ЦАП

3 можно использовать БИС K572IIA1, АЦП 7 — БИС Е111ЗПВ1, первый регистр

2 и второй регистр 8 можно реализо- ið вать на БИС КР580ИР82, операционный усилитель 9 — на ИС К140УД17.

Предлагаемое устройство для отладки программ (фиг.1) позволяет выполнить всю последовательность работ по 15 отладке программы ЦПОС (например, KM1813BE1) . Ha нем, как и íà SDK—

2920 КlT, производится ввод, редактирование и трансляция программ, программирование БИС ЦПОС и испытание 20 программ на реальных сигналах. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет выполнить отладку прorрамм в нереальном масштабе времени на программной модели самого ЦПОС, докумен- 25 тирование и хранение программ на соответствующем периферийном оборудовании что возможно íà SDK-2920 К1Т только при использовании системы отладки lntellec. Дополнительно к этому ЗО предлагаемое устройство позволяет выполнять отладку программ ЦПОС на тестовых сигналах в реальном масштабе времени. Программа управления процессом отладки разрабатывается для каждого отлаживаемого алгоритма ЦОС и хранится в ОЗУ блока 1.

Подготовка программы для ЦПОС на предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.(фиг.3). Сна- 40 чала программа вводится в ОЗУ блока с его клавиатуры или с системного внешнего устройства, или с ранее запрограммированной БИС ЦПОС. С клавиатуры программа вводится на языке 45

АССЕМБЛЕР. Далее программу можно скорректировать штатным редактором тестов блока 1. Перед отладкой программы ЦПОС транслируется с языка

АССЕМБЛЕР в коды команд ЦПОС. Отладка в нереальном масштабе времени на программной модели ЦПОС позволяет выводить на экран или печать содержимое внутренних блоков ЦПОС (ячейки ОЗУ, результат в АЛУ и т.д.) и результат работы отлаживаемой программы. Если программа работает неправильно, то процесс подготовки начинают с повторной коррекции программы, а отлажен70 а ную таким образом программу записывают во внутреннее ППЗУ программ ЦПОС при помощи схемы программирования.

Перед отладкой в реальном времени в блок l вводится программа управления процессом отладки, задаются параметры тестового сигнала и режим индикации результатов работы отлаживаемой программы. Отладка в реальном времени на тестовых сигналах производится путем моделирования реальных сигналов и подачи их на вход ЦПОС при помощи первого регистра 2, ЦАП 3, переключателя 4, перестраиваемого фильтра 5 и фиксации а ОЗУ блока 1 результатов работы отлаживаемой программы на выходе ЦПОС при помощи АЦП 7 и второго регистра 8. После накопления в реальном масштабе времени необходимого количества отсчетов выходного сигнала

ЦПОС блок 1 индицирует выходной сигнал на системном внешнем устройстве во временной или частотной области.

Если полученный результат не удовлетворяет разработчика, то процесс подготовки программы начинается с ее редактирования.

Таким образом, отладка программ

ЦПОС в реальном масштабе времени производится на тестовых сигналах без привлечения дополнительных техничес» ких средств путем исследования реакции защитой в ЦПОС программы на воздействие тестового сигнала. Такой режим отладки позволяет сократить число выездов к месту реальной эксплуатации аппаратуры, использующей

БИС ЦПОС. После отладки производится испытание работы ЦПОС в реальном масштабе времени на реальных сигналах и только после этого подготовка программы считается законченной, Рассмотрим, например, отладку программы обработки на ЦПОС КМ1813ВЕ1 геофизического сигнала произвольной

Формула

13395

Уход ьлра уилыпра щего и следующего отсчетов, режим индикации результатов работы ЦПОС.

Режим отладки в реальном масштабе времени работает под управлением спе5 циализированной программы. Например, процесс отладки программы, реализую-" щей на ЦПОС цифровой фильтр, производится путем исследования реакции запрограммированной БИС ЦПОС на воздей- 1р ствие одиночного импульса (фиксируется импульсная характеристика фильтра).

При этом по управляющей программе блока 1 через программно задаваемые интервалы времени загружает в первый регистр 2 дискретные значения моделируемого сигнала. Каждое текущее значение первый регистр 2 выдает на ЦАП

3, который вырабатывает на выходе аналоговый сигнал, поступающий через переключатель 4 на вход перестраиваемого фильтра 5, с выхода которого через блок 6 тестовый сигнал подается на вход ЦПОС, Таким образом формируется модель 25 реального сигнала. При помощи галетного переключателя 11 производится подстройка полосы пропускания перестраиваемого фильтра 5 на формируемый тестовый сигнал, С выхода ЦПОС анало- дО говый сигнал через блок 6 поступает на ЦПА 7, с выхода которого через второй регистр 8 подается на блок 1, Каждый отсчет выходного сигнала ЦПОС в реальном масштабе времени заносится в ОЗУ блока 1. После накопления за-.. данного числа отсчетов результат обработки входного сигнала ЦПОС индицирует— ся на терминале или документируется. из обретения

Устройство для отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов, содержащее блок программного управления и блок сопряжения с цифровым процессором обработки, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения отладки программ цифровых процессоров в реальном масштабе времени, в устройство введены первый и второй регистры, цифроаналоговый преобразователь, переключатель, аналого-цифровой преобразователь и фильтр, причем информационный выход блока программного управления соединен с входом первого регистра, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым неподвижным контактом переключателя, вход реального сигнала устройства соединен с вторым неподвижным контактом переключателя, выход -которого соединен с входом фильтра, выход фильтра через первый вход блока сопряжения с цифровым процессором обработки соединен с выходом устройства, аналоговый вход устройства соединен с вторым аналоговым входом блока сопряжения с цифровым процессором обработки, выход которого соединен с входом аналого-цифро.вого преобразователя, BbIKop, которого соединен с входом второго регистра, выход второго регистра соединен с информационным входом блока программного управления.

13,39570

Составитель И.Сигалов

Техред М.Дидык Корректор M.Øàðîøè

Редактор Е.Папп

Заказ 4223/39 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфинеское предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4