MATLAB与DSP使用RTDX的实时数据交换_覃远年

图１ ＲＴＤＸ 原理框图 ③ 嵌入对象。在 ＭＡＴＬＡＢ 环 境 中 能 够 创 建 一 个 代 表嵌入在目 标 Ｃ 程 序 中 的 变 量 对 象 ，利 用 嵌 入 式 对 象 可 以像处 理 ＭＡＴＬＡＢ 的 变 量 那 样 直 接 访 问 嵌 入 在 目 标 ＤＳＰ的存储器和寄存器中的变量 。 上述３种连接对象的实现方式略有不同 ，与 ＣＣＳ ＩＤＥ 的连接对象和嵌入式对象在数据的传递时可以不在目标 ＤＳＰ 程 序 中 添 加 额 外 的 语 句，而 与 ＲＴＤＸ 的 连 接 对 象 在 进行数据 传 递 时 则 需 要 在 目 标 ＤＳＰ 程 序 中 添 加 操 纵 ＲＴ－ ＤＸ 通道的语句。
Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ Ｄａｔａ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｂｅｔｗｅｅｎ ＭＡＴＬＡＢ ａｎｄ ＤＳＰ Ｕｓｉｎｇ ＲＴＤＸ
Ｔａｎ Ｙｕａｎｎｉａｎ，Ｓｕｎ Ｌｉｚｈｅｎ，Ｔｉａｎ Ｋｅ
（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ ５４１０００，Ｃｈｉｎａ）
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２０１５ 年第９ 期
Байду номын сангаас
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Ｌｉｎｋ ｆｏｒ ＲＴＤＸ 实 现 了 对 实 时 数 据 的 自 动 化 高 级 分 析 和 可视化，同时也实现了对复杂 ＤＳＰ程序的有效验证 。
ＲＴＤＸ 包 括 主 机 和 目 标 ＤＳＰ 两 部 分，如 图 １ 所 示。 在 ＤＳＰ 上 有 一 个 小 的 ＲＴＤＸ 库 （ＲＴＤＸ Ｔａｒｇｅｔ Ｌｉｂｒａｒ－ ｙ）［２］，其使用 一 个 基 于 扫 描 的 仿 真 器 ，通 过 增 强 型 ＪＴＡＧ 接口在主 机 和 ＤＳＰ 之 间 传 输 数 据。ＤＳＰ 应 用 程 序 则 通 过 调用 ＲＴＤＸ 库的 ＡＰＩ函 数 来 完 成 主 机 和 ＤＳＰ 之 间 的 通 信。主机方运 行 ＣＣＳ 软 件，ＣＣＳ 软 件 同 样 带 有 一 个 ＲＴ－ ＤＸ 库（ＲＴＤＸ Ｈｏｓｔ Ｌｉｂｒａｒｙ），通过一个 ＣＯＭ 接 口 将 实 时 数 据 在 主 机 上 显 示 。 ［３］ 这 样 ，ＭＡＴＬＡＢ 中 设 计 的 参 数 可 以通过 ＲＴＤＸ 输入通道 写 入 ＤＳＰ 的 存 储 单 元，而 算 法 的 最后结 果 也 可 以 通 过 ＲＴＤＸ 的 输 出 通 道 上 传 到 ＭＡＴ－ ＬＡＢ 中，通 过 编 写 ＭＡＴＬＡＢ 程 序 来 显 示、分 析 信 号 处 理 的结果。
默认情况下，这些通道是 不 能 在 ＤＳＰ 中 直 接 使 用 的， 但可以在函数体内使能这些 ＲＴＤＸ 通道。 ＲＴＤＸ＿ｅｎａｂｌｅＩｎｐｕｔ（＆ｉｃｈａｎ）； ／＊ 使 能ｉｃｈａｎ 通 道 ＊／ ＲＴＤＸ＿ｅｎａｂｌｅＯｕｔｐｕｔ（＆ｏｃｈａｎ）； ／＊使能 ｏｃｈａｎ通道＊／
如果要在同一工程的其他 Ｃ文件中使用已经声明过 的 ＲＴＤＸ 通道，必须再次声明。 Ｅｘｔｅｒｎ ＲＴＤＸ＿ｉｎｐｕｔ＿ｃｈａｎｎｅｌ ｉｃｈａｎ； Ｅｘｔｅｒｎ ＲＴＤＸ＿ｏｕｔｐｕｔ＿ｃｈａｎｎｅｌ ｏｃｈａｎ；
ＭＡＴＬＡＢ 与 ＤＳＰ 使用 ＲＴＤＸ 的实时数据交换＊
覃 远 年 ，孙 丽 真 ，田 柯
（桂林电子科技大学 通信实验中心，桂林 ５４１０００）
摘要：采用 ＭＡＴＬＡＢ 辅助 ＤＳＰ程序的开发和调试 ，能加快 ＤＳＰ应用程序的开发。实时数据交换（ＲＴＤＸ）为 设 计、验 证 ＤＳＰ算法提供了一个快 速 、方 便 的 解 决 方 案 。 本 文 对 ＲＴＤＸ 的 工 作 原 理 进 行 了 分 析 ，讨 论 了 ＭＡＴＬＡＢ 与 ＤＳＰ 使 用 ＲＴＤＸ 插件实现双向数据传输的实现方式 ，并通过一个简单的实例说明 ＲＴＤＸ 的具体实现过程 。 关 键 词 ：ＭＡＴＬＡＢ；ＤＳＰ；实 时 数 据 交 换 中 图 分 类 号 ：ＴＮ９１４ 文 献 标 识 码 ：Ａ
２ ＲＴＤＸ 的工作原理
实现 ＭＡＴＬＡＢ 和目标 ＤＳＰ之间的实时数据交换 ，既 需要 在 目 标 ＤＳＰ 程 序 中 添 加 特 定 的 语 句，又 需 要 ＭＡＴ－ ＬＡＢ 使用特定的语句实现与目标 ＤＳＰ的数据传递。
２．１ ＤＳＰ对 ＲＴＤＸ 的配置使用
２．１．１ 设置 ＲＴＤＸ 输入输出通道 首先向工程文件中添加 头 文 件“ｒｔｄｘ．ｈ”、主 程 序 文 件
鉴于 ＤＳＰ应用开发的传统设计方 法 十 分 不 便 ，Ｍａｔｈ－ Ｗｏｒｋｓ公 司 和 ＴＩ 公 司 联 合 开 发 了 ＭＡＴＬＡＢ Ｌｉｎｋ ｆｏｒ ＣＣＳ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｔｏｏｌｓ（简 称 ＣＣＳＬｉｎｋ）。ＣＣＳＬｉｎｋ 将 ＭＡＴＬＡＢ、ＣＣＳ（ＴＩ ＤＳＰ集成开发 环 境）和 目 标 ＤＳＰ 三 者 连 接 起 来，开 发 人 员 可 以 在 ＭＡＴＬＡＢ 环 境 中 像 操 作 ＭＡＴＬＡＢ 变量一 样 操 作 ＴＩ公 司 ＤＳＰ 的 存 储 器 和 寄 存 器，实现 对 ＣＣＳ 的 控 制，极 大 地 方 便 了 ＴＩ ＤＳＰ 应 用 程 序 的开发。
２．２．１ 发 送 数 据 ［４］ 在传输数据之前 ，ＭＡＴＬＡＢ 需 要 知 道 目 标 ＤＳＰ 板 的
信息，完成 ＭＡＴＬＡＢ 和 ＣＣＳ以及目标 ＤＳＰ 的 连 接，使 用 下面这条指令实现：
ｈ＝ａｃｔｘｓｅｒｖｅｒ（′ＲＴＤＸ′）； 此指令要在 ＤＳＰ加载了可执行文件并使能 ＲＴＤＸ 接
３ ６ Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ ＆ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ２０１５ 年第９ 期
⑤ ＲＴＤＸ＿ｃｈａｎｎｅｌＢｕｓｙ（）包 含 输 入 通 道 指 针 的 一 个 参数，并返 回 一 个 整 数 指 示 通 道 状 态，０ 表 示 通 道 不 忙。 它通常与 ＲＴＤＸ＿ｒｅａｄＮＢ（）结 合 使 用，用 于 检 查 是 否 有 其 他读数据请求。
２．２ ＭＡＴＬＡＢ 对 ＲＴＤＸ 的配置使用
“ｍａｉｎ．ｃ”和其他使用到 ＲＴＤＸ 的文件。 基于工程是否有与主机通信的需要 ，在“ｍａｉｎ．ｃ”中 添
加输入或输出通道 。通道的声明采用全局变量的形 式 ，不
得包括在任何函数之中。 ＲＴＤＸ＿ＣｒｅａｔｅＩｎｐｕｔＣｈａｎｎｅｌ（ｉｃｈａｎ）； ／＊ 创 建 名 为ｉｃｈａｎ 的 输 入 通 道 ＊／ ＲＴＤＸ＿ＣｒｅａｔｅＯｕｔｐｕｔＣｈａｎｎｅｌ（ｏｃｈａｎ）； ／＊创建名为 ｏｃｈａｎ的输出通道＊／
③ ＲＴＤＸ＿ｗｒｉｔｅ（）写 数 据 函 数 也 包 括 ３ 个 参 数：第 １ 个是输出通道的 指 针 ，第 ２ 个 是 要 传 输 的 数 组 指 针 ，第 ３ 个是数据字长。执行后会返回一个整数 ，非０代表成功。
④ ＲＴＤＸ＿ｓｉｚｅｏｆＩｎｐｕｔ（）包 含 输 入 通 道 指 针 的 一 个 参 数，并返回从 缓 冲 器 中 读 取 的 字 长 ，一 般 在 ＲＴＤＸ＿ｒｅａｄ－ ＮＢ（）完成一次读操作后使用它 。
ｗｗｗ ．ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｍ ．ｃｎ
口 之 后 才 能 使 用，使 用 这 条 指 令 还 创 建 了 与 ＲＴＤＸ 的 连 接对象，ｈ为连接对象的句柄 。
１ ＣＣＳＬｉｎｋ 的 构 成
ＣＣＳＬｉｎｋ由３部 分 组 成 ： ［１］ ① 与 ＣＣＳ ＩＤＥ 的 连 接 对 象。 利 用 此 对 象 可 以 创 建 ＣＣＳ与 ＭＡＴＬＡＢ 的连 接，执 行 相 应 的 ＭＡＴＬＡＢ 命 令 就 可以运行 ＣＣＳ中的 应 用 程 序，与 目 标 ＤＳＰ 的 存 储 器 和 寄 存器进行双向数据交换。其优点在于： （ａ）用户可以利用 ＭＡＴＬＡＢ 强大的数据分析和可视 化功能，节省设计和调试程序的时间 。 （ｂ）可以编 写 用 于 调 试 数 字 信 号 处 理 程 序 的 ＭＡＴ－ ＬＡＢ 语言批处理脚本 ，实现调试和分析的自动化 。 ② 与 ＲＴＤＸ 的连接对 象。提 供 了 ＭＡＴＬＡＢ 与 目 标 ＤＳＰ之间的实时通信通道 ，利用此通道可以实时地与目标 ＤＳＰ进行数据交 换 而 不 用 停 止 ＤＳＰ 上 正 在 执 行 的 程 序 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｗｏｕｌｄ ｓｐｅｅｄ ｕｐ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＤＳＰ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｆ ｗｅ ａｄｏｐｔ ＭＡＴＬＡＢ ｔｏ ａｓｓｉｓｔ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｏｆ ＤＳＰ ｐｒｏｇｒａｍ．Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｄａｔａ ｅｘｃｈａｎｇｅ （ＲＴＤＸ）ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｒａｐｉｄ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ＤＳＰ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ＲＴＤＸ，ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｅｔｗｅｅｎ ＭＡＴＬＡＢ ａｎｄ ＤＳＰ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ＲＴＤＸ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＲＴＤＸ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｕｓｉｎｇ ａ ｓｉｍｐｌｅ ｅｘａｍｐｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＭＡＴＬＡＢ；ＤＳＰ；ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｄａｔａ ｅｘｃｈａｎｇｅ
最后，单击 ＣＣＳ软 件 Ｔｏｏｌｓ－＞ＲＴＤＸ－＞Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ，在弹出 的 窗 口 中 选 择 “Ｅｎａｂｌｅ ＲＴＤＸ”，手 动 使 能 ＲＴＤＸ 接口。
２．１．２ 使用 ＲＴＤＸ 读写数据
ＤＳＰ中的 ＲＴＤＸ 目标库提供了一些 Ｃ 函 数 发 送 和 接 收数据：
① ＲＴＤＸ＿ｒｅａｄＮＢ（）读 数 据 函 数 包 括 ３ 个 参 数：第 １ 个是输入通道的指 针 ，第 ２ 个 是 存 储 数 据 的 数 组 指 针，第 ３个是数据字长。这是非连续 读，即 如 果 没 有 数 据 可 读 将 直接返回。
② ＲＴＤＸ＿ｒｅａｄ（）函 数 的 ３ 个 参 数 和 ＲＴＤＸ＿ｒｅａｄＮＢ（） 一样，不同的是 ＲＴＤＸ＿ｒｅａｄ（）是 连 续 读，即 它 将 不 返 回 直 到读完 数 据。 如 果 通 道 忙 或 未 使 能，它 将 返 回 ＲＴＤＸ＿ ＲＥＡＤ＿ＥＲＲＯＲ。
＊ 基金项目：国家自然科学基金 项 目 （６１１６２００８）；广 西 科 技 开 发 项 目 （桂 科 攻 １２１１８０１７－５）。
本文所做的研究是以 ＭＡＴＬＡＢ２０１０ｂ、ＣＣＳ３．３以 及 基 于 ＴＭＳ３２０ＶＣ５５０９Ａ 的开发板进行的。目前大多数书籍就 ＣＣＳＬｉｎｋ的 描 述 主 要 是 基 于 ＭＡＴＬＡＢ６．５ 的，而 后 续 的 ＭＡＴＬＡＢ 版本对 ＣＣＳＬｉｎｋ 做 了 一 定 的 修 改 和 完 善。ＲＴ－ ＤＸ 插件作 为 ＣＣＳＬｉｎｋ的 重 要 组 成 部 分 之 一，有 其 独 特 的 优势。在接下来的内 容 中 将 对 ＲＴＤＸ 做 详 细 介 绍，旨 在 向 ＤＳＰ研发人员提供一种更快捷的 ＲＴＤＸ 使用方式。
引 言
在传统的 ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）应 用 程 序 开 发过程中，涉 及 的 算 法 一 般 先 用 ＭＡＴＬＡＢ 语 言 进 行 仿 真，仿真结果满意后 ，再 进 入 产 品 的 实 现 阶 段。 仿 真 实 现 后的 算 法 用 Ｃ／Ｃ＋ ＋ 或 汇 编 语 言 实 现 ，首 先 在 硬 件 ＤＳＰ 目标板上调试，将中间结果 通 过 ＤＳＰ 开 发 工 具 保 存 到 ＰＣ 机的硬盘上，然 后 调 用 到 ＭＡＴＬＡＢ 工 作 空 间，与 ＭＡＴ－ ＬＡＢ 仿真算法的中 间 结 果 进 行 比 较 ，以 发 现 ＤＳＰ 程 序 中 由于 设 计 或 精 度 导 致 的 结 果 偏 差 。 ［１］ 如 此 反 复 进 行 ，应 用 程序开发十分不便。