1 引言

　　美國(guó)模擬器件公司的Blackfin處理器在一個(gè)芯片和一個(gè)開發(fā)平臺(tái)上融合了DSP信號(hào)處理、RISC控制處理和音視頻處理功能，具有高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、的代碼密度、動(dòng)態(tài)電源管理、極低的功耗、方便的開發(fā)使用等優(yōu)點(diǎn)。

　　Blackfin處理器采用低功耗和低電壓的設(shè)計(jì)理念。具有動(dòng)態(tài)功率管理的特點(diǎn)，即通過改變工作電壓和頻率來降低總功耗。對(duì)于便攜式應(yīng)用來說，這相當(dāng)于延長(zhǎng)了電池的壽命。

　　2 ADSP-BF533處理器簡(jiǎn)介

　　ADSP-BF533其主要特點(diǎn)有：16位定點(diǎn)DSP內(nèi)核，可實(shí)現(xiàn)600MHz的高速持續(xù)工作：靈活的軟件控制動(dòng)態(tài)電源管理：0.8～1.2V內(nèi)核電壓、2.5～3.3V外部輸入電壓、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊RTC、12通道DMA、4GB統(tǒng)一尋址空間、80KB的L1指令存儲(chǔ)器、64KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：靈活的引導(dǎo)方式等。此外．ADSP-BF533還具有豐富的系統(tǒng)外設(shè)——并行外設(shè)接口／GPIO、雙通道全雙丁同步串口、通用異步串口、SPI兼容端口、看門狗定時(shí)器等。

　　ADSP-BF533可實(shí)現(xiàn)600 MHz的高速持續(xù)工作，單片處理能力可達(dá)1.2GMIPS，由于處理速度快，ADSP-BF533可適用于高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)；另外，ADSP-BF533的動(dòng)態(tài)電源管理模塊通過改變供電電壓和工作頻率使得其功耗很低，典型數(shù)據(jù)為52毫瓦、90毫瓦，當(dāng)處理器處于深度休眠狀態(tài)時(shí)，功耗會(huì)變得更低。與相似的DSP相比．ADSP-BF533在同等性能下功耗要低30％。

　　3 在低功耗高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　ADSP-BF533可以應(yīng)用到水下信號(hào)監(jiān)測(cè)與處理系統(tǒng)、地下管道預(yù)警系統(tǒng)、高空信號(hào)探測(cè)與分析系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是：1.任務(wù)具有“突發(fā)性”；2.功耗是瓶頸。圖1是一個(gè)以ADSP—BF533為模塊的此類系統(tǒng)的原理框圖。

圖1以ADSP-BF533為模塊的低功耗高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理

　　系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成。上、下位機(jī)的通信由GPRS／GSM模塊實(shí)現(xiàn)。上位機(jī)軟件負(fù)責(zé)對(duì)下位機(jī)的參數(shù)設(shè)置及狀態(tài)查詢界面的編寫以及與GPRS／GSM模塊間通信的實(shí)現(xiàn)；而信號(hào)采集、分析及處理等主要工作由下位機(jī)實(shí)現(xiàn)，并通過GPRS／GSM模塊將信號(hào)處理結(jié)果告知上位機(jī)。下位機(jī)由傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、低功耗微處理器和高性能ADSP-BF533處理器組成。數(shù)據(jù)采集模塊采集來自傳感器的原始信號(hào)數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要進(jìn)行放大／衰減、模／數(shù)轉(zhuǎn)換等處理，然后將數(shù)據(jù)送給后面的低功耗微處理器。后者對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)依照經(jīng)驗(yàn)閾值進(jìn)行簡(jiǎn)單判別——若與經(jīng)驗(yàn)閾值有悖，即信號(hào)“可能異常但不確定”。則將信號(hào)數(shù)據(jù)傳送給后面的ADSP-BF533處理器，后者利用其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力按照復(fù)雜的算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行高速實(shí)時(shí)處理．得出信號(hào)是否“異?！钡臏?zhǔn)確結(jié)果”，并將結(jié)果回送至低功耗MCU。并由后者通過GPRS／GSM模塊通知上位機(jī)。

　　這種模式非常適用于上述幾種系統(tǒng)，試驗(yàn)中低功耗MCU選用51單片機(jī)。由于此類系統(tǒng)長(zhǎng)期處于正常狀態(tài)，不需要一直進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。正常狀態(tài)下．僅由單片機(jī)接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行簡(jiǎn)單判別而ADSP-BF533處于深度休眠狀態(tài)，此時(shí)DSP內(nèi)核、外設(shè)時(shí)鐘全部禁止，僅用0.8V電壓維持RTC模塊的實(shí)時(shí)時(shí)鐘運(yùn)轉(zhuǎn)，電流僅為幾十微安，功耗微乎其微——滿足此類電池供電系統(tǒng)的節(jié)能要求；而一旦單片機(jī)判決數(shù)據(jù)“可能異?！?，將喚醒休眠的ADSP-BF533并對(duì)信號(hào)進(jìn)行高速實(shí)時(shí)處理——滿足此類系統(tǒng)的高速實(shí)時(shí)性要求。

　　ADSP-BF533與單片機(jī)間通過異步串口UART傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)格式和波特率可編程設(shè)定。為了將DSP從深度休眠中喚醒，單片機(jī)另用一根輸出線接至RESET腳。另外，因?yàn)锳DSP-BF533沒有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，用戶的代碼必須通過外部的存儲(chǔ)器來進(jìn)行引導(dǎo)。ADSP-BF533的兩個(gè)引腳BMODEO和BMODEl的終狀態(tài)決定ADSP-BF533的引導(dǎo)方式，試驗(yàn)中選用從外部FLASH引導(dǎo)的方式，將用戶代碼放入FLASH中，F(xiàn)LASH選用PSD4256G6V。ADSP-BF533的地址線A[1:19]分別接至PSD4256G6V-10UI的ADl1~ADl5及PCO～PC3腳，數(shù)據(jù)線D[0：15]分別接至PSD4256G6V-IOUI的PFO～PF7及PG0~PG7腳，在讀寫控制部分，將ADSP-BF533的ABE0、ABE1、AMS0、AMS2、AOE分別接至PSD4256G6V-10UI的AD0、CNTL2、PC6、PC7及CNTLI腳，另將ADSP-BF533的而云和PSD4256G6V-10UI的CNTL、PD3腳相連。ADSP-BF533與單片機(jī)間的部分連接關(guān)系如圖2所示。

圖2 ADSP-BF533與單片機(jī)的連接示意圖

　　系統(tǒng)上電復(fù)位后．7單片機(jī)先通過UART向ADSP-BF533發(fā)送一個(gè)握手信號(hào)．為了區(qū)別后面發(fā)送的正常數(shù)據(jù)，此握手信號(hào)可選用特殊符號(hào)“EOF"，此后ADSP-BF533進(jìn)入深度休眠的省電模式。系統(tǒng)下作時(shí)由單片機(jī)接收前端采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行簡(jiǎn)單判別，若無(wú)異常則ADSP-BF533保持深度休眠，程序?qū)?shí)時(shí)時(shí)鐘編程為每1天產(chǎn)生中斷，由中斷喚醒DSP并通過UART向單片機(jī)傳送一個(gè)特定數(shù)據(jù)表示DSP硬件正常并處于深度休眠，再由單片機(jī)通過GPBS／GSM模塊通知上位機(jī)然后再次進(jìn)入深度休眠：當(dāng)單片機(jī)對(duì)前端數(shù)據(jù)初次判決為“可能異常”時(shí)，立即輸出一個(gè)低電平信號(hào)至ADSP-BF533的面面矛腳令其復(fù)位，然后ADSP-BF533切換到全速方式，接著單片機(jī)通過UART向ADSP-BF533傳送數(shù)據(jù)。接著533進(jìn)行調(diào)用相應(yīng)算法處理進(jìn)行高速實(shí)時(shí)處理，若結(jié)果異常，則啟用UART向單片機(jī)傳送另一個(gè)特定數(shù)據(jù)告知異常，再由單片機(jī)通過GPRS／GSM模塊通知上位機(jī)，然后ADSP-BF533再次進(jìn)入深度休眠．直至下面發(fā)生兩種情況之一才再次被激活：1．實(shí)時(shí)時(shí)鐘再次計(jì)數(shù)滿一天：2．單片機(jī)再次發(fā)出低電平復(fù)位信號(hào)。ADSP-BF533的工作流程如圖3所示。

圖3 ADSP-BF533的工作流程

　　對(duì)ADSP-BF533的編程是通過寫相關(guān)寄存器實(shí)現(xiàn)的，在visual DSP++環(huán)境下使用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言均可。試驗(yàn)中采用c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，如PLL子函數(shù)的編程代碼如下：

　　4 結(jié)論

　　ADSP-BF533處理器的特點(diǎn)，可以使其在那些要求低功耗、高速度的實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)中發(fā)揮強(qiáng)勁作用。