MATLAB与DSP使用RTDX的实时数据交换_覃远年

＊ 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。
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
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。
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Ｐ中的 ＲＴＤＸ 目标库提供了一些 Ｃ 函 数 发 送 和 接 收数据：
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 。
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 。
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
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。
“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＊／
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）
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；
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２０１５ 年第９ 期
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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。
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
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
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 。
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。