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LabVIEW下TMS320C6713EVM平台的PC-DSP数据传输与自适应滤波器设计
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更新于2024-08-28
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本文主要探讨了PC(个人计算机)与DSP(数字信号处理器)之间的数据传输设计与实现,特别是在LabVIEW(实验室虚拟仪器工程工作台)这一图形化软件开发环境中。LabVIEW由美国National Instruments(NI)公司开发,因其易用性、灵活性和强大的功能而受到广泛应用。其DSP模块专为设计、实现和分析数字信号处理算法而设计,将图形化开发环境拓展到嵌入式信号处理应用中,提供了直观的学习路径,使DSP开发者能更高效地进行系统级设计和开发。 文章的核心内容围绕TMS320C6713EVM开发板展开,该板作为硬件平台,展示了如何利用LabVIEW DSP模块和LabVIEW DSP Test Toolkit for TI DSP工具包,实现了LabVIEW与TMS320C6713EVM DSP之间的无缝集成。作者通过这个实例,展示了在自适应滤波器系统辨识应用中,如何通过图形化的工具进行设计和优化,从而提高系统性能。 此外,文章还强调了数字信号处理(DSP)在虚拟仪器设计中的关键地位。相比于通用处理器,DSP凭借其强大的数据处理能力和高数据吞吐率,在图像处理、语音处理等领域展现出明显优势。虚拟仪器,尤其是基于PC和DSP的结合,能够提供高性能、高精度的数据处理能力,而LabVIEW作为平台的优势在于它的易用性和灵活性,使得复杂的数据传输和处理任务变得更为可行。 总结来说,本文深入研究了PC和DSP之间的数据交互,特别是在LabVIEW环境下,通过实际案例展示了如何利用这些工具进行高效的系统设计和实现。同时,文章也突出了数字信号处理在现代嵌入式系统中的核心地位及其在虚拟仪器设计中的重要角色。
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PC和和DSP数据传输的设计与实现数据传输的设计与实现
引言 LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) 是美国NI公司的创新软件产品,
也是目前应用广泛、发展快、功能强的图形化软件开发环境。LabVIEW DSP模块,它包含了用于设计、实现和
分析DSP算法的系统工具。它将LabVIEW图形化开发环境扩展至嵌入式信号处理应用程序设计,提供了一个易
于使用的、现成的方法来学习信号处理技术,使得DSP开发者拥有了一个图形化和系统级的设计开发选择。随
着我们的设备在性能和复杂度方面的提升,图形化和系统级的设计和开发工具的作用起到越来越重要的作用。
本文以TMS320C671
引言 引言
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) 是美国NI公司的创新软件产品,也是目前应用广
泛、发展快、功能强的图形化软件开发环境。LabVIEW DSP模块,它包含了用于设计、实现和分析DSP算法的系统工具。它
将LabVIEW图形化开发环境扩展至嵌入式信号处理应用程序设计,提供了一个易于使用的、现成的方法来学习信号处理技
术,使得DSP开发者拥有了一个图形化和系统级的设计开发选择。随着我们的设备在性能和复杂度方面的提升,图形化和系
统级的设计和开发工具的作用起到越来越重要的作用。
本文以TMS320C6713EVM开发板为硬件平台,利用LabVIEW DSP模块和LabVIEW DSP Test Toolkit for TI DSP工具包
实现LabVIEW与DSP的整合,完成了基于TMS320C6713EVM硬件平台的自适应滤波器系统辨识应用的设计。
2 DSP在虚拟仪器设计中的应用在虚拟仪器设计中的应用
数字信号处理是一门极其重要的学科和技术领域,在众多领域得到了广泛的应用。DSP(数字信号处理器)与在嵌入式
系统中常用的其它微处理器(如单片机、通用处理器)相比,DSP强大的数据处理能力和高速的数据吞吐率使其在图像处
理、语音处理等方面的性能远远优于其它微处理器。同时,随着超大规模集成电路的发展,生产成本进一步降低,DSP解决
方案在嵌入式图像、语音处理这样的数字信号处理典型应用中已成为工程师的。
虚拟仪器在很多情况下采用上位机实现,微机也可以进行数字处理,并且微机可以直接采用浮点运算,其运算精度也可以
做得很高。但是与用微机实现虚拟仪器相比,采用DSP芯片实现虚拟仪器具有以下优点:(1)DSP芯片特有的存储及总线结
构可以保证在一个机器周期内多次访问程序空间和数据空间及在一个指令周期内同时进行运算,满足了数字信号处理中的并行
运算要求;(2)在数据采集和输出时,都要用到A/D和D/A,其刷新是通过定时器来完成的,DSP芯片内置在片定时器,用户
可以通过控制程序对定时器进行的设置,从而实现定时和采样处理,这在上位机实现中是做不到的。
通常作为虚拟仪器硬件部分的数据采集卡所完成的仅仅是采集数据和传输数据,而虚拟仪器中耗时复杂的数据分析处理却
留给计算机的CPU去完成,从而导致了虚拟仪器实时性和性的不足。DSP可以从数据采集到数据处理再到数据的传输,把数
据分析处理的工作留给DSP来完成,那么计算机的工作就仅仅是完成数据的简单整理、显示、存储和输出,这样很好地弥补
了以往虚拟仪器速度和精度方面的不足。
此外,当系统运行在Windows等多任务操作系统时,特别是在处理如FFT等大容量、高精度的运算时,CPU资源会造成严
重不足,这给虚拟仪器的应用带来一定的不便。虚拟仪器能借助DSP处理系统,将采集来的数据在DSP中进行预处理,然后
再将数据传递给软件部分,这样不但没有增加系统的负担,而且可以让系统用更多的时间来处理其他事情。因此,把DSP技
术有机地应用到虚拟仪器中是虚拟仪器设计的一个重要发展方向。
3 基于基于LabVIEW 的的DSP系统级设计系统级设计
3.1 LabVIEW DSP模块模块
LabVIEW DSP模块是一个全功能可视化数字信号处理器算法和系统的设计、实现与分析的工具。该模块与LabVIEW集
成,功能强大,可生成专为DSP优化的应用程序,是DSP开发的新思路。其特点有如下:
(1)将LabVIEW性能扩展至可直接利用信号处理函数和编程组件对NI SPEEDY-33、TI C6416 DSK、TI C6713 DSK以
及TI C6711 DSK进行编程,无需单独的DSP编译器,且不必重写代码即可在支持的DSP目标之间切换,具有多DSP目标的代
码移植性。
(2)全面支持Express VI功能,具有图形化和系统级的选择对DSP设备进行编程,具有面向未来设计的代码模块性和独
立应用开发能力等。
(3)可更快地减少反复的设计周期和总体的开发时间,并且在实时地对目前的DSP硬件作出改变的同时马上显示结果。
(4)具有易于访问DSP目标的模拟和数字I/O线以及满足实时交互需要的交互式GUI,可以建立实时的应用程序。
同时,LabVIEW DSP模块集成了的NI LabVIEW数字滤波器设计工具包,可以将使用LabVIEW设计的滤波器至TI和NI
DSP硬件设备。LabVIEW DSP模块非常适合通信、自定义控制算法、数字和方均根(LMS)滤波以及音频处理和分析等领域
的应用。
3.2 LabVIEW DSP Test Toolkit
利用LabVIEW工具包中的DSP Test Toolkit可以使在LabVIEW环境下设计的DSP系统可以全部或部分运行于硬件平台
上。DSP Test Toolkit与DSP模块不同,利用DSP模块可直接对DSP硬件进行编程,无需单独的DSP编译器。而DSP Test
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