0 引言
信息社會的發展，在很大程度上取決于信息與信號處理技術的先進性。數字信號處理技術的出現改變了信息與信號處理技術的整個面貌；而數字處理器作為數字信號處理的核心技術，其應用已經涉及到設計信號處理的各個領域，成為電子系統的心臟。某光電跟蹤產品設計了基于TMS320C6201B和ADSP2187L的雙DSP的信息處理平臺，它提高了對信息的識別處理速度，具有實時性好、控制精度高、抗干擾能力強等特點。一般情況下，可利用JTAG口對DSP進行調試，然而，在整機情況下，這種方式就不太適用了。因而，在本系統中設計了RS 422接口，大大方便了遠程調試和整機調試。
1 RS 422通信設計
本系統選用Maxim公司提供的Max490ESA作為接口芯片，它具備高速、低功耗等特點。圖1所示為RS422接口原理圖。
該通信設計的接口程序包括兩個部分：DSP上的通信程序設計和PC機上的通信程序設計。
DSP的通信程序設計主要是調用INT5和TIMER0中斷實現的。RX信號線掛在TMS320C6201的INT5腳，當6201檢測到下跳時，引發一個中斷，在中斷程序中，立即將ADSP2187前端的數據采集到DSP的片內，然后開放TIMER0中斷處理程序。中斷程序負責將數據發給PC機。
PC機的RS 422通信程序采用C++Builder編寫，為多線程程序。利用了專用的RS 422通信控件Vcomm32來實現通信。
1．1 DSP上的RS 422通信程序設計
DSP上的RS 422通信程序是一種有限狀態機，它利用上層協議將位流進行傳輸，具體設計如下：
1．1．1 位流的形成
發送過程：RS 422是四線制的差分電平通信標準，在本系統中，TMS320C6201B的McBSP1用作通用I／O口，將MeBSP1的7根本來用作同步通信用的數據與控制線，現設置為通用I／O線。
通過將TMS320C6201B的McBSP1接口的DX引腳置高與置低實現發送一位位的數據流，通過讀取RX引腳上的電平信號來接收數據位流。位流的速度與PC機上接收與發送流的速度一致。位流的格式遵循標準異步通信協議(UART)，本系統中，設定為1位起始位，8位數據位，2位停止位。由于TMS320C6201B上沒有帶UART通信口，只能用軟件通過通用I／O引腳模仿UART。位流的節奏由TMS320C6201B的定時器0定時周期控制。圖2所示為UART通用異步通信協議。
接收過程：RS 422傳輸線Rx+、Rx-經過MAX490ESA422接口芯片后，變成5 V CMOS電平信號Rx。Rx接至TMS320C6201B的兩個地方，一是TMS320C6201B的McBSP1的Rx腳，另外還同時接至TMS320C6201B的INT5腳。接收的過程如下：一旦PC機發出一個8位數據，PC機首先要發送電平為低的起始位，這時將引起Rx腳由高到低的跳變，TMS320C6201B的INT5腳將感受到這一電平的跳變，這將引發TMS320C6201B的一次電平中斷，用來提示TMS320C6201B，請準備接收PC機上的數據。在INT5的中斷處理程序中，首先關掉INT5腳電平中斷，以防后來還沒有接收完8位的數據位流上的電平變化再次引發不希望出現的中斷，然后退出中斷。TIMER0開始計數到給定的周期時，引起了TIMER0的定時中斷，TIMER0判斷是否收滿8位，如果沒有，則讀取McBSP1腳上的Rx信號，將其移入到接收緩沖區；如果接收滿了8位，則根據接收緩沖區接收到的字的意義以及DSP其他參數做出處理，當然，收滿8位，TIMER0定時將打開INT5中斷，復原系統其他狀態，為下一次接收完整數據做準備。這樣就完整地接收到了PC機上的一串完整的8位數據。
1．1．2 上層通信協議
位流形成后必須能識別出位流中包含的意義，或者建立一種DSP與PC之間的通信協議或通信狀態機，確保DSP能夠識別出PC機發出的命令字，同時PC機也能正確接收包含著特別含義的位流。
該通信協議要實現以下功能：
(1)確保DSP與PC機能正確地握手。當握手不成功時，要有相應的錯誤處理機制；當握手不成功的次數太多時，必須停止握手，提示操作人員做相應的處理。
(2)在握手成功后，DSP能夠根據PC發出的命令，做出相應的響應。
(3)協議應該簡單，不太復雜，擴展容易。
為了達到以上設計目的，本系統在DSP上設計了如圖3所示的RS 422通信狀態機。
其基本過程是：當DSP啟動后，進入主程序，首先將通信狀態機置于準備接收PC機握手碼狀態，一旦收到PC機發出的8位數據，判斷是否是8位握手碼，如果是則將通信狀態機置于發送握手碼狀態，如果握手碼接收錯誤，則發0x55，否則發0xAA。如果是正確的握手碼，則將通信狀態機置于準備接收PC機命令態。下一步，通信狀態機等待接收PC機發出的命令，一旦收到8位數據，則認為是PC機發出的命令，并根據PC發出的命令，將通信狀態機調整到PC機要求的工作狀態，然后執行PC機要求的操作，如傳送AD原始數據與相關結果，等待接受PC機發出2187的程序數據等。當執行完PC機的命令，調整通信狀態機回到初始等待PC發出握手測試碼狀態，為新一輪的通信準備好條件。
1．2 PC機上的RS 422通信與數據處理
PC機上的RS 422通信程序也需要遵循上面的所列出的通信協議。下面將詳細討論PC機上的RS 422通信與數據處理程序。PC機上的RS 422通信與數據處理程序主要完成以下功能：
(1)將ADSP2187的程序文件分解，裝入緩沖區內，等待RS 422接口發出。
(2)將TMS320C6201B的程序文件分解，裝入緩沖區內，等待RS 422接口發出。
(3)接收DSP發出的相關運行結果，顯示、存貯、打印。
相對于DSP上的軟件來講，PC機上的軟件要相對復雜些。目前本系統用三個PC機上的軟件分別實現它。
PC機上的軟件用C++Builder5．0軟件編寫，RS 422通信模塊用Comm控件實現，使用比較方便，下面分別介紹說明PC機上這三個功能軟件的結構與實現。
1．2．1 ADSP2187裝入程序
由于CCS本身存在無法裝入大文件的bug，因此，在開發階段，實現裝入任意長度的文件是必須的。利用PC機上的C++Builder程序開發工具，首先必須能夠將ADSP2187的原始程序文件分解，形成CCS本身可用的數據格式。將分析出的數據放入緩沖區Buffer內，然后通過RS 422接口發送到TMS320C6201的片內指定的單元內。當發送完畢后，TMS320C6201內部Boot2187函數將負責將ADSP2187數據裝到ADSP2187片內，并啟動它。在TMS320C6201B內，幾個簡單的循環語句，即可以將得到的數據發送到ADSP2187片內。下面是程序裝載說明：
(1)TMS320C6201裝載程序流程
IDMA_IAL=0x80000000；
IDMA_IAL=程序段首地址：PM區地址不變，DM區首地址+0X4000；
讀數據使用IRD，寫數據使用IDMA_IWR；
程序區為24位字長，讀寫均為先高16位再低8位數據；
(2)關于程序段地址為0X0000開始的程序段
TMS320C6201不能從0地址開始裝程序，而需要從0X0001地址開始裝程序；
0地址處的指令不裝；
例如：上面的0x0000開始的程序段裝入為：
(3)TMS320C6201啟動ADSP2187程序運行的操作
圖4所示為ADSP2187程序文件分解的數據格式及其意義。
1．2．2 TMS320C6201裝入程序
TMS320C6201B的裝入與ADSP2187程序的裝入基本一致，不同的是TMS320C6201B的程序獲取方法不同，TMS320C6201B的程序源文件是在Simulator下將TMS320C6201B的程序區導出而形成的源程序文件。由于無法將大文件裝入到TMS320C6201B片內，希望通過RS 422接口，將數據發至TMS320C6201B的SBSRAM內或其他緩沖單元。作為燒寫FLASH的準備。
PC機的分析程序最后將TMS320C6201B的數據整理成如圖5所示的格式，再將這些代碼裝入到SBSRAM中，最后燒錄到FLASHRAM中。
1．2．3 接收DSP發出的相關運行結果
這部分程序的作用是向DSP發出獲取AD前端數據與相關計算結果的命令，然后將相關計算結果與原始數據上傳到PC機上，PC機將數據存貯在緩沖區內，將之顯示、打印、存貯成規范化的文件。
2 結論
內外場試驗表明，某光電跟蹤產品雙DSP系統由于在設計中采用了RS 422接口，大大方便了遠程調試和整機調試，避免了內外場測試及調試必須拆除外殼體的問題，大大節約了調試及測試時間。另外，該項技術不僅在某光電跟蹤產品雙DSP系統中得到可靠驗證，目前還被推廣應用到其他嵌入式系統中。