3系統(tǒng)軟件設計

隨著嵌入式系統(tǒng)應用范圍不斷擴大，功能也越來越強。對于不同的系統(tǒng)應用需要采用定制信號處理算法。

在實時操作系統(tǒng)支持下開發(fā)DSP算法，方便快捷，程序思路清晰，便于代碼調試和重用，但是目前大多數DSP實際應用中，仍然采用與早期單片機開發(fā)一樣的開發(fā)方式，用匯編語言直接在硬件層上開發(fā)。開發(fā)模式的局限，已經嚴重影響了DSP以及嵌入式系統(tǒng)應用的發(fā)展。

并且隨著對DSP系統(tǒng)性能要求的迅速提高，DSP軟件將會日益復雜，特別是開發(fā)大規(guī)模并行系統(tǒng)的軟件，處理機之間的通信與同步、資源管理、并行任務分配等都是相當繁重的工作。如果完全由程序員手工完成，將增加研發(fā)周期，軟件質量也難以保證。因此，需要將這些底層的工作交給系統(tǒng)軟件來處理，程序員的精力集中于信號處理算法的實現。

信號處理模塊主要承擔高速實時信號處理任務，使用DSP陣列。如上所述，并行DSP上使用操作系統(tǒng)，將會使復雜的并行程序開發(fā)變得相對容易并且效率高。

因此，可以考慮選擇系統(tǒng)性能較好并且開發(fā)工具齊全的COTS產品，在此基礎上進行二次開發(fā)，將并行調試技術、負載平衡技術等融合進去。

VSPWorks操作系統(tǒng)是Wind River公司推出的用于DSP的內存占用量小的高性能實時操作系統(tǒng)。VSPWorks RTOS能夠與VxWorks RTOS進行通信，這樣開發(fā)者就可以很容易設計出DSP與通用處理器組合在一起的系統(tǒng)。因此，在實現信號處理模塊的操作系統(tǒng)時，選用VSPWorks操作系統(tǒng)為基礎，擴充并行調試和負載平衡等功能。另外，還要考慮系統(tǒng)的容錯和重構等問題。

作為通用的信號處理平臺，是否受用戶歡迎，很大程度并不在于技術的先進性，而在于其開發(fā)工具是否友好，開發(fā)環(huán)境是否完備。該信號處理模塊為了方便用戶應用，提供良好的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），在IDE中不但包括編輯、編譯、連接等一般工具，另外還針對并行系統(tǒng)開發(fā)的要求提供了任務加載工具、并行調試工具和負載平衡分析工具等。該開發(fā)環(huán)境在宿主機上運行，通過調試口（如RS232、JTAG）與目標系統(tǒng)連接。

該信號處理模塊軟件開發(fā)環(huán)境包含三個高度集成的部分：運行在宿主機和目標機上的強有力的交叉開發(fā)工具和實用程序；運行在目標機上的高性能、可裁剪的實時操作系統(tǒng)；連接宿主機和目標機的多種通信方式，如：以太網、串口線、仿真器等。信號處理模塊軟件開發(fā)環(huán)境如圖3所示。

4結語

本文通過對信號處理實時性、通用性需求的深入研究，提出了基于TMS320C6701處理器的高性能通用信號處理平臺系統(tǒng)結構，重點論述了該平臺的通信網絡、存儲器系統(tǒng)、調試電路等的設計，實現了支持信號處理器的實時操作系統(tǒng)VSPWorks配置，完善了信號處理平臺軟件開發(fā)環(huán)境。通過把不同分辨率的合成孔徑雷達成像的計算過程映射到不同規(guī)模的信號處理模塊組成的并行信號處理系統(tǒng)上，處理能力、存儲容量、通信帶寬等均能滿足系統(tǒng)需求，證明了該信號處理平臺的通用性、可擴展性及應對大規(guī)模浮點處理的有效性。