Устройство для отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А 1 19) ц 46 06 Р 11/2 сОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 21) 22) инстибрьской ОпытноческогоУкргеоухенькии,а ство СССР О, 1978. гз ццдйе аг 1 оп, 1981ЛУЦКИ ПРОГРАММ АБОТКИ СИГзобретение от й технике и м ся к вычислибыть исполье сиги ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) .Киевский политехническитут им, 50-летия Великой Октсоциалистической революции иконструкторское бюро геофизиприборостроения Объединенияфизика"(57) Иноситтельно ож т зовано для подготовки и отладки вреальном масштабе времени программцифровых процессоров обработки сигналов (ЦПОС) с аналоговыми устройствамиввода-вывода (например, КМ 1813 ВЕ 1).Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей устройства за счет обеспечения отладки программ цифровых процессоров обработкисигналов в реальном масштабе времени,Устройство содержит блок 1 микропрограммного управления, регистры 2 и 8,цифроаналоговый преобразователь 3,переключатель 4, фильтр 5, блок 6сопряжения с цифровым процессором ианалого-цифровой преобразователь 7.Устройство позволяет вводить и редактировать программу, отлаживать ее напрограммной модели ЦПОС, а также вести отладку в реальном масштабе времени на.тестовых сигналах, моделирующихреальный сигнал, Моделирование произ 1339570водится при помощи первого регистра, регистра, Кроме этого, устройство цифроаналогового преобразователя и позволяет программировать ЦПОС, испыперестраиваемого фильтра, а ввод ре- тывать его на реальных сигналах, дозультатов обработки сигналов в уст- кументировать и хранить отлаженную ройство от ЦПОС - при помощи аналого- программу на внешних устройствах. цифрового преобразователя и второго 3 ил, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для подготовки и отпадки вреальном масштабе времени программ5специализированных однокристальныхБИС цифровых процессоров обработкисигналов (ЦПОС) с аналоговыми устройствами ввода-вывода.Цель изобретения - расширение фун 10кциональных возможностей устройстваза счет обеспечения отладки программцифровых процессоров обработки сигналов в реальном масштабе времени,На фиг,1 представлена структурная 15схема устройства для отладки программ; на фиг,2 - функциональная схема фильтра; на фиг.3 - алгоритм работы устройства для отладки программ.Устройство для отладки программ 20(фиг.1) содержит блок 1 программногоуправления, выход которого соединенс входом первого регистра 2, выходкоторого соединен с входом цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 3, выход последнего соединен с первым вхо дом переключателя 4, второй вход которого подключен к источнику реальныхсигналов, выход переключателя 4 соединен с входом фильтра 5, выход котов ЭОрого соединен с входом блока б сопряжения с цифровым процессором обработки, выход блока б соединен с входоманалого-цифрового преобразователя(АЦП) 7, выход которого соединен свходом второго регистра 8, выход второго регистра соединен с входом блока1 программного управления. К входамвыходам блока б непосредственно подключают входы и выходы ЦПОС.40Фильтр 5 (фиг.2) содержит операционный усилитель (ОУ) 9, емкость 10,галетный переключатель 11, набор резисторов 12, Выход ОУ 9 является выходом перестраиваемого фильтра 5. Емкость 10 включена в обратнойсвязи ОУ 9 между его выходом и инвертирующим входом. Неинвертирующий входОУ 9 соединен с общим проводом. Га-.летный переключатель 11 подключаетвход перестраиваемого фильтра 5 к инвертирующему входу ОУ 9 через одиниз резисторов 12.1, 12,212.Ии таким образом осуществляется подстройка полосы пропускания перестраиваемого фильтра 5 под заданный тестовый сигнал,Номиналы резисторов 12.1, 12.2,, 12,И и емкости 10 определяютчастоту среза перестраиваемого фильтра 5, которая равна половине частотыдискретизации входного сигнала. Конкретные значения частоты среза определяются областью применения устройств,использующих ЦПОС. Например, пригеофизических исследованиях скважинчастота входного сигнала (Р-СГ) находится в диапазоне 0 - 400 Гц. Частотудискретизации (Р-Д) входного сигналадля задач геофизики обычно выбираютв диапазоне 2 Р - СГ - 5,Р - СГ. По+ +этому достаточно четырех значенийР-Д: 2 РтСГ, 3 Р-СГ, 5 Р-СГ, 5 Р-СГ,которые задаются галетным переключателем 11. Значения резисторов 12 иемкости 10 рассчитываются по формулеР-Д=2 КфС,где К - значения резисторов 12.1,12,2 12 И, ОмН;С - значение емкости 10, Ф.В качестве блока 1 можно использовать мини- или микроЭВМ, а также специализированные микроЭВМ при построении автономных устройств отладки программ ЦПОС в условиях реального применения аппаратуры (полевые, на борту). Если использовать микроЭВМ типаСМ, то для сопряжения с первымрегистром 2 можно применить модульсамополяризации, частотный спектркоторого 0 - 400 Гц (Р-СГ=400 Гц).Сначала программа вводится в ОЗУ блока 1, редактируется и транслируетсяв микрокоманды ЦПОС. Далее выполняется ее предварительная отладка в нереальном времени на программной моделиЦПОС и программирование БИС ЦПОС.После этого осуществляется отладкана тестовых сигналах, для чего в ОЗУблока 1 вводятся значения отсчетовтестового сигнала, задаются интервалывремени между выдачей на ПАП 3 теку 3 13395 вывода дискретных сигналов СМ9303, а с вторым регистром 8 - модуль ввода дискретных сигналов СМ 1800 9301, Переключатель 4 - это переклю 5 чатель на два фиксированных положения (например, П 2 К), В качестве ЦАП 3 можно использовать БИС К 572 ПА 1, АЦП 7 - БИС Е 111 ЗПВ 1, первый регистр 2 и второй регистр 8 можно реализовать на БИС КР 580 ИР 82, операционный усилитель 9 - на ИС К 140 УД 17.Предлагаемое устройство для отладки программ (фиг.1) позволяет выполнить всю последовательность работ по 15 отладке программы ЦПОС (например, КМ 1813 ВЕ 1) . На нем, как и на ВПК - 2920 К 1 Т, производится ввод, редактирование и трансляция программ, программирование БИС ЦПОС и испытание 20 программ на реальных сигналах. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет выполнить отладку программ в нереальном масштабе времени на программной модели самого ЦПОС, докумен тирование и хранение программ на соответствующем периферийном оборудовании что возможно на БПКК 1 Т только при использовании системы отладки 1 пе 11 ес. Дополнительно к этому Зо предлагаемое устройство позволяет выполнять отладку программ ЦПОС на тестовых сигналах в реальном масштабе времени. Программа управления процессом отладки разрабатывается для каждого отлаживаемого алгоритма ЦОС и хранится в ОЗУ блока 1.Подготовка программы для ЦПОС на предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.(фиг.3). Сна п чала программа вводится в ОЗУ блока 1 с его клавиатуры или с системного внешнего устройства, или с ранее запрограммированной БИС ЦПОС, С клавиатуры программа вводится на языке 45 АССЕМБЛЕР. Далее программу можно скорректировать штатным редактором тестов блока 1. Перед отладкой программы ЦПОС транслируется с языка АССЕМБЛЕР в коды команд ЦПОС. Отладка в нереальном масштабе времени на программной модели ЦПОС позволяет выводить на экран или печать содержимое внутренних блоков ЦПОС (ячейки ОЗУ, Результат в АЛУ и т.д,) и Результат работы отлаживаемой программы. Если программа работает неправильно, то процесс подготовки начинают с повторной коррекции программы, а отлажен 70аную таким образом программу записывают во внутреннее ППЗУ программ ЦПОС при помощи схемы программирования. Перед отладкой в реальном времени в блок 1 вводится программа управления процессом отладки, задаются параметры тестового сигнала и режим индикации результатов работы отлаживаемой программы. Отладка в реальном времени на тестовых сигналах производится путем моделирования реальных сигналов и подачи их на вход ЦПОС при помощи первого регистра 2, ЦАП 3, переключателя .4, перестраиваемого фильтра 5 и фиксации а ОЗУ блока 1 результатов работы отлаживаемой программы на выходе ЦПОС при помощи АЦП 7 и второго регистра 8, После накопления в реальном масштабе времени необходимого количества отсчетов выходного сигнала ЦПОС блок 1 индицирует выходной сигнал на системном внешнем устройстве во временной или частотной области. Если полученный результат не удовлетворяет разработчика, то процесс подготовки программы начинается с ее редактирования.Таким образом, отладка программ ЦПОС в реальном масштабе времени производится на тестовых сигналах без привлечения дополнительных техничес. ких средств путем исследования реакции защитой в ЦПОС программы на воздействие тестового сигнала. Такой режим отладки позволяет сократить число выездов к месту реальной эксплуатации аппаратуры, использующей БИС ЦПОС. После отладки производится испытание работы ЦПОС в реальном масштабе времени на реальных сигналах и только после этого подготовка программы считается законченной,Рассмотрим, например, отладку программы обработки на ЦПОС КМ 1813 ВЕ 1 геофизического сигнала произвольной13395щего и следующего отсчетов, режим индикации результатов работы ЦПОС.Режим отладки в реальном масштабевремени работает под управлением спеБциализированной программы, Например,процесс отладки программы, реализую-"щей на ЦПОС цифровой фильтр, производится путем исследования реакции запрограммированной БИС ЦПОС на воздействие одиночного импульса (фиксируется импульсная характеристика фильтра).При этом по управляющей программеблока 1 через программно задаваемыеинтервалы времени загружает в первый 1регистр 2 дискретные значения моделируемого сигнала. Каждое текущее значение первый регистр 2 выдает на ЦАП3, который вырабатывает на выходеаналоговый сигнал, поступающий через 20переключатель 4 на вход перестраиваемого фильтра 5, с выхода которого через блок 6 тестовый сигнал подаетсяна вход ЦПОС,Таким образом формируется модель 25реального сигнала. При помощи галетного переключателя 11 производитсяподстройка полосы пропускания перестраиваемого фильтра 5 на формируемыйтестовый сигнал, С выхода ЦПОС анало- З 0говый сигнал через блок 6 поступаетна ЦПА 7, с выхода которого черезвторой регистр 8 подается на блок 1,Каждый отсчет выходного сигнала ЦПОСв реальном масштабе времени заноситсяв ОЗУ блока 1. После накопления за-данного числаотсчетов результат обработки входного сигнала ЦПОС индицирует -ся на терминале или документируется.70Формула из обретения Устройство для отладки программ цифровых процессоров обработки сигналов, содержащее блок программного управления и блок сопряжения с цифровым процессором обработки, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения отладки программ цифровых процессоров в реальном масштабе времени, в устройство введены первый и второй регистры, цифроаналоговый преобразователь, переключатель, аналого-цифровой преобразователь и фильтр, причем информационный выход блока программного управления соединен с входом первого регистра, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым неподвижным контактом переключателя, вход реального сигнала устройства соединен с вторым неподвижным контактом переключателя, выход которого соединен с входом фильтра, выход фильтра через первый вход блока сопряжения с цифровым процессором обработки соединен с выходом устройства, аналоговый вход устройства соединен с вторым аналоговым входом блока сопряжения с цифровым процессором обработки, выход которого соединен с входом аналого-цифро.вого преобразователя, выход которого соединен с входом второго регистра, выход второго регистра соединен с информационным входом блока программного управления.13,39570 орректор М.Шароши И,Сигалык Составите Техред М. ктор Е,Папп а ул. Проектна роизводственно-полиграфинеское предприятие,г 23/39 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж, нного комитет ний и открыт Раушская наб