基于DSP和VC的網(wǎng)絡(luò)通信檢測(cè)系統(tǒng)的研究

楊志新，王 勇

(南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，江蘇南京210003)

嵌入式技術(shù)是目前電子行業(yè)研究的熱點(diǎn)，然而嵌入式技術(shù)在網(wǎng)路通信上的應(yīng)用更成為了一種必然的趨勢(shì)［1］。本文針對(duì)網(wǎng)路通信系統(tǒng)的維修保障，給出了基于DSP和VC及網(wǎng)絡(luò)通信的對(duì)網(wǎng)路通信系統(tǒng)性能進(jìn)行檢測(cè)的精簡(jiǎn)、高效的設(shè)計(jì)方案，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)網(wǎng)路通信系統(tǒng)進(jìn)行快速檢測(cè)。

1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要包括基于TMS320VC5510 DSP處理芯片和CS8900A的網(wǎng)卡芯片電路的設(shè)計(jì)，如圖1所示。DSP芯片是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，它完成了對(duì)設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)的解析及處理，已經(jīng)按照既定的通信協(xié)議與VC程序完成了數(shù)據(jù)的傳輸和測(cè)試控制。本系統(tǒng)采用的是美國(guó)TI公司開(kāi)發(fā)的TMS320VC5510微處理芯片，它具有更高的代碼執(zhí)行效率和更低的功耗，其最高指令執(zhí)行速度可達(dá)800MIPS，它主要由CPU、外設(shè)總線控制器、DMA控制器、片上外設(shè)和片上存儲(chǔ)單元等幾大部分組成。網(wǎng)卡芯片采用的是Cirrus Logic公司生產(chǎn)的cs8900a局域網(wǎng)處理芯片，它采用的是100 pin TQFP封裝，內(nèi)部集成了在片RAM、10BASE-T收發(fā)濾波器，并且提供8位和16位兩種接口。

圖1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

2 測(cè)試方法流程

首先由VC通過(guò)串口向DSP發(fā)送各個(gè)模塊的測(cè)試命令［2］，DSP收到這些命令后，根據(jù)命令解析函數(shù)解析命令，調(diào)用不同處理函數(shù)去完成相應(yīng)的操作，并把最終的測(cè)試結(jié)果返回給VC，并在VC界面中顯示測(cè)量結(jié)果。在DSP中主要遵循層層調(diào)用的原則［3］，即:VC程序發(fā)送命令給 DSP，進(jìn)入DSP中斷函數(shù)，中斷函數(shù)調(diào)用dsp55x.c中的命令解析函數(shù)，對(duì)收到的不同命令，dsp55x.c通過(guò)調(diào)用cs8900a.c中不同的處理函數(shù)來(lái)完成不同的測(cè)試功能，然后通過(guò)寫(xiě)串口函數(shù)把測(cè)試結(jié)果回送給VC程序，這樣的設(shè)計(jì)與調(diào)用順序清晰明了，程序規(guī)范而易懂。

我們把測(cè)試命令分為三類:DSP模擬總線通信命令;各個(gè)接口發(fā)功能測(cè)試;各個(gè)接口收功能測(cè)試。

如果DSP收到總線連接命令，則調(diào)用cs8900a函數(shù)Send_Data()，利用以太網(wǎng)發(fā)送函數(shù)ethernet_driver_send()，模擬總線發(fā)確認(rèn)幀。

如果DSP收到的是各接口發(fā)功能測(cè)試命令，則調(diào)用cs8900a函數(shù)Send_Data()，利用以太網(wǎng)發(fā)送函數(shù)ethernet_driver_send()，模擬各接口發(fā)不同的音頻數(shù)據(jù)包，這里不同的數(shù)據(jù)包是根據(jù)不同的測(cè)試接口調(diào)用expand_packet_change()函數(shù)而改變的，主要更改的是目標(biāo)MAC地址、源MAC地址、命令字等關(guān)鍵信息，音頻數(shù)據(jù)部分可以采用同樣的數(shù)據(jù)。

如果DSP收到的是各接口收功能測(cè)試命令，則調(diào)用cs8900a函數(shù)Send_Data()，利用音頻測(cè)試函數(shù)YinPinV(int flag)，根據(jù)A律轉(zhuǎn)線性函數(shù)alaw2linear()解碼出來(lái)的存放在expand_packet［］數(shù)組中的數(shù)據(jù)計(jì)算電壓幅值、調(diào)制速率等參數(shù)，這里，expand_packet［］是在 arp_broadcast()函數(shù)中不斷更新的。

具體的DSP程序測(cè)試流程示意圖如圖2所示:

3 軟件模塊測(cè)試函數(shù)說(shuō)明

主要對(duì) VC、dsp55x.c、cs8900a.c 三個(gè)源文件中包含的測(cè)試函數(shù)進(jìn)行相關(guān)的描述［4］，及主要函數(shù)的流程說(shuō)明。

3.1 VC模塊測(cè)試函數(shù)

主要包括相關(guān)的連接命令發(fā)送函數(shù)、測(cè)試命令發(fā)送函數(shù)、測(cè)試結(jié)果接受函數(shù)。通過(guò)發(fā)送連接測(cè)試命令建立與被測(cè)接口的正常通信，然后通過(guò)發(fā)送相關(guān)的測(cè)試命令控制DSP完成相應(yīng)的操作，最終顯示由DSP測(cè)試顯示的結(jié)果。

圖2 軟件設(shè)計(jì)測(cè)試流程

3.2 dsp55x.c 模塊測(cè)試函數(shù)

本模塊主要通過(guò)讀串口信息，獲取由VC發(fā)送的測(cè)試命令，然后調(diào)用cs8900a.c中的相關(guān)測(cè)試函數(shù)，通過(guò)cs8900a與被測(cè)設(shè)備建立通信方式，然后把相關(guān)的測(cè)試結(jié)果經(jīng)過(guò)DSP中的算法處理，然后通過(guò)串口發(fā)送給VC程序。

3.3 cs8900a.c 模塊測(cè)試函數(shù)

cs8900a.c主要完成與網(wǎng)口操作有關(guān)的工作，如DSP模擬發(fā)功能時(shí)，通過(guò)網(wǎng)口向外發(fā)送數(shù)據(jù)包，DSP模擬收功能時(shí)，通過(guò)網(wǎng)口接收數(shù)據(jù)包，還有廣播函數(shù)arp_broadcast()一直在讀以太網(wǎng)上傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并把符合條件的音頻數(shù)據(jù)通過(guò)A律轉(zhuǎn)線性函數(shù)alaw2linear()解碼，保存在特定數(shù)組中，這些數(shù)組一直在更新，在我們測(cè)試的時(shí)候可以隨時(shí)調(diào)用這些數(shù)組進(jìn)行各參數(shù)計(jì)算，并且完成了精簡(jiǎn)協(xié)議棧在DSP中的移植，使得網(wǎng)口可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

3.4 關(guān)鍵函數(shù)流程圖

在測(cè)試程序中，最關(guān)鍵的函數(shù)就是各接口收/發(fā)音頻測(cè)試函數(shù)，即為dsp55x.c中的 YinPinTest()和 cs8900a.c中的YinPinV(int flag)，這兩個(gè)關(guān)鍵函數(shù)的流程圖分別如圖3、圖4所示。

(1)void YinPinTest():發(fā)音頻測(cè)試函數(shù)

(2)void YinPinV(int flag):收音頻測(cè)試函數(shù)

圖3 發(fā)音頻測(cè)試函數(shù)流程圖

圖4 收音頻測(cè)試函數(shù)流程圖

4 設(shè)計(jì)結(jié)論

在本課題中提出了基于DSP和VC的對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)性能進(jìn)行測(cè)試的方案，以及其實(shí)現(xiàn)方法，TMS320VC5510微處理芯片高效率的代碼執(zhí)行和cs8900a穩(wěn)定的網(wǎng)卡芯片可以確保最終可實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)保障和維修檢測(cè)。接下來(lái)的研究中還需要解決的問(wèn)題是，如何解決不同測(cè)試命令之間的交互、測(cè)試方法的穩(wěn)定性以及VC測(cè)試流程和被測(cè)設(shè)備之間的時(shí)序調(diào)整，設(shè)置可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸檢測(cè)的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程檢測(cè)及分析。

［1］王田苗.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)例［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2002.

［2］杜廣微，張軍國(guó)，韓寧.基于TCP/IP協(xié)議棧的嵌入式以太網(wǎng)終端設(shè)計(jì)［J］.航空計(jì)算機(jī)技術(shù)，2007，(4):131 －134.

［3］申敏.DSP原理及其在移動(dòng)通信中的應(yīng)用［M］.北京:人民郵電出版社，2001.

［4］李師賢，蔣愛(ài)軍，梅曉勇，等.C++Primer中文版［M］.北京:人民郵電出版社，2006.