鄧 盼，侯志敏

（成都信息工程學院，四川 成都 610225）

0 引 言

隨著現(xiàn)代電力電子技術的迅猛發(fā)展，兼有高運算速度和強控制能力的DSP（Digital Signal Processor）在逆變器、電機等電力電子設備的控制領域得到了廣泛應用[1]。傳統(tǒng)的通用DSP源代碼開發(fā)一般可采用兩個方法：一種是直接利用其提供的匯編指令編寫源代碼，然后經(jīng)匯編器和鏈接器進行匯編鏈接后生成目標可執(zhí)行代碼；另一種方法是利用標準C++語言編寫源代碼，經(jīng)C/C++編譯器、匯編器和鏈接器進行編譯鏈接，最后生成目標可執(zhí)行代碼[2]。這兩種代碼開發(fā)方法都使得開發(fā)人員不得不花費大量的時間用于代碼的編寫，從而增大開發(fā)產(chǎn)品難度，延長產(chǎn)品開發(fā)周期，影響開發(fā)效率。可以直接由Matlab的Simulink模型生成DSP的可執(zhí)行代碼，即在集成的、統(tǒng)一的Matlab環(huán)境下可完成DSP開發(fā)的整個過程[3]。

DSP芯片，也稱數(shù)字信號處理器，是一種具有特殊結(jié)構的微處理器，主要由中央處理器、存儲器和片內(nèi)外設三部分組成，具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，加上具有可編程性，所以被廣泛應用于控制系統(tǒng)[4]。但是隨著DSP的不斷更新?lián)Q代，硬件結(jié)構和代碼的編寫也越來越復雜，利用DSP的不斷更新?lián)Q代，硬件結(jié)構和代碼的編寫也越來越復雜，利用DSP進行開發(fā)時要求對DSP硬件性能和各種端口有足夠的了解，開發(fā)門檻高，這樣很不利于系統(tǒng)的快速開發(fā)[5]。用戶可以在Matlab中調(diào)用這些圖形化的功能模塊及Simulink中的其他模塊建立數(shù)字信號處理的模型，并可以對模型進行仿真驗證，然后生成TMS320C2000的C語言代碼及CCS的工程項目文件，在CCS中經(jīng)修改、編譯后就可以下載到DSP目標板中運行[6]。

1 搭建閃爍燈功能模型

可以利用模型輸出一個高/低交替變換的電平來實現(xiàn)閃爍。在Matlab菜單欄中選擇FILE NEW Model，建立一個新模型，命名為led_28207，并保存，在模塊瀏覽器中找到Simulink Sources Constant模塊、Simulink Log?ic and Bit Operations Logical Operator模塊、Simulink Discrete Unit Delay模塊，并添加到模型中，雙擊打開Logical Operator模塊，將Operator項選擇為XOR，選中Unit Delay模塊并按下“Ctrl+I”鍵翻轉(zhuǎn)該模塊，在模塊瀏覽器中找到Simulink Sinks Scope模塊，然后按圖所示連接這些模塊，按下仿真按鈕后，添加On Off Gauges模塊，可以更清晰直觀地看到仿真結(jié)果，現(xiàn)將模型做如下修改。在模塊瀏覽器中找到Simulink Port Subsystems For Iterator Subsystem，添加到模型中，雙擊打開For Iter?ator Subsystem模塊，雙擊打開For Iterator模塊的設置對話框，將Iteration variable data type項設置為int32型，在Iteration limit項中寫入3000000，作為循環(huán)次數(shù)，用以延長每個狀態(tài)的持續(xù)時間。在模塊瀏覽器中找到Simulink Sinks Terminator，添加到子系統(tǒng)中，并與 For It?erator連接，刪除In1、Out1模塊，可以看到，子系統(tǒng)的輸入/輸出端口已經(jīng)刪去，將其命名為delay，刪去原模型中的Scope模塊，在模塊瀏覽器中找到Gauges Blockset Global Majic Active X Library On Off Gauges On Off Readout模塊，并將輸出數(shù)據(jù)類型設置為double，修改完畢后單擊“仿真”按鈕，可見On Off Readout模塊不停地閃爍（見圖1）。

圖1 功能模型仿真

2 代碼模型

驗證模型的功能后，將進一步把功能模型轉(zhuǎn)化為代碼模型，以便后期的自動代碼生成工作。打開led_28027模型，在模型庫中找到Embedded IDE Link Common Target Preferences模塊和Target Support Pack?age Supported Processors Texas InstrumentsC2000 C281x Digital Output模塊并添加到模型中，刪除Add、Scope、delay子系統(tǒng)和SIL模塊，雙擊打開Target Prefer?ences模塊，在IDE/Tool Chain項中選擇Texas Instru?ments Code Composer Studio，在Board項中選擇TI C281x，雙擊打開Digital Output模塊，在GPIO Group 項中選擇GPIOA～GPIOC，然后選中GPIOB復選框，如圖2所示。

圖2 配置Digital Output模塊

3 自動代碼生成

按上述步驟設置完畢后將目標板連接到主機上，然后單擊模型工具欄的編譯按鈕，生成代碼的報告如圖3所示。

圖3 代碼生成報告

代碼生成完畢后將自動啟動CCS軟件，建立工程并對代碼進行編譯，如圖4所示。

4 硬件測試

編譯完成后會自動下載.out文件并執(zhí)行，led燈不停閃爍（見圖5），與功能模型中的仿真結(jié)果一致，這說明自動生成的代碼完全實現(xiàn)了在模型中設計的各項功能。

5 結(jié) 語

用Matlab快速建立DSP模型及直接生成C語言程序的方法，簡化了DSP軟件的開發(fā)。本文所提出的快速控制原型系統(tǒng)由于其控制性能優(yōu)越且成本低，在控制實驗系統(tǒng)中有著非常廣泛的應用前景。

圖4 編譯信息

圖5 硬件仿真結(jié)果

采用這種開發(fā)方法，開發(fā)人員不需寫一行代碼就可實現(xiàn)DSP系統(tǒng)的代碼開發(fā)，極大地減輕了開發(fā)人員的工作負擔，提高工作效率。學習使用該開發(fā)方法對廣大DSP應用開發(fā)人員具有較大的實用意義。

[1]張祥，楊志剛.Matlab/Simulink模型到C/C++代碼的自動實現(xiàn)[J].重慶工學院學報：自然科學版，2006（11）：111?113.

[2]冷斌，李學勇，劉建華.一種基于Matlab的DSP調(diào)試及直接代碼生成方法[J].現(xiàn)代電子技術，2008，31（20）：68?70.

[3]方正，張淇淳，齊玉成.基于DSP的快速控制原型系統(tǒng)[J].東北大學學報：自然科學版，2009（8）：1069?1073.

[4]王子劍，孔峰.一種基于DSP的數(shù)字電子負載設計方法[J].廣西工學院學報：自然科學版，2009（6）：241?244.

[5]盧小錦，曾岳南.基于Matlab/Simulink的TMS320F2812代碼開發(fā)[J].廣東工業(yè)大學學報，2009（6）：79?81.

[6]杜磊，薛重德，任志國.基于DSP的自動代碼生成及應用[J].南京航空航天大學學報：自然科學版，2010（4）：93?96.

[7]趙秀玲，張利，武玉強.Matlab輔助DSP實現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器[J].現(xiàn)代電子技術，2007，30（9）：38?40.

[8]王康佳，劉詩偉，孫番典.基于Matlab／DSP Builder任意波形信號發(fā)生器的兩種設計[J].現(xiàn)代電子技術，2011，34（3）：179?181.