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06-17
介绍 数据采集卡（DAQ）的存储空间是系统设计中重要的硬件资源，对采样率、实时处理影响很大和系统功能。
影响。
在虚拟频谱分析仪的设计中，需要足够的内存空间来存储信号采样数据、DSP分析和信号处理程序。
由于仪器采集的数据量较大，DSP实现的功能较多，存储空间不足。
针对上述问题，本文讲述如何基于LabVIEW通过CLFN调用DLL来加载DSP目标文件（*.out），从而在一定时间内完成基于DSP数据采集卡的虚拟仪器的开发。
程序存储空间。
LabVIEW中的 CLFN LabVIEW程序由三部分组成：前面板、框图程序和图标/连接器。
程序前面板用于设置输入量和观察量，模拟真实仪器的前面板；每个程序前面板都有与其对应的框图程序，该框图程序是用图形化编程语言编写的。
图标/连接端口允许用户将VI程序定义为子程序，实现模块化编程。
调用库函数节点（CLFN）是一个图形节点。
LabVIEW调用C语言编写的可执行程序代码是一种常用的方法。
它常用于调用动态链接库（DLL）。
这种方法特别适合用户创建实现自己特定功能的DLL。
然而C语言的编译必须经过外部开发平台环境。
Microsoft Visual C++软件平台可在Win9x/NT下使用。
使用CLFN调用DLL加载DSP目标文件。
简要步骤如下： (1) 在LabVIEW程序框图中放置一个CLFN节点。
对于 CLFN 设置，创建一个函数原型：unsigned char dspload(CStr coffname)。
其中，coffname为加载的DSP目标文件（*.out）的名称，unsigned char为函数dspload返回的错误类型。
返回值为0，表示DSP目标文件加载成功，其他值表示加载失败。
(2) 在Microsoft Visual C++环境下创建DLL工程，生成dspload.dll文件。
源程序中必须包含头文件：extcode.h和evm6xdll.h。
前者是LabVIEW调用外部代码管理函数集的头文件，后者是DSP数据采集卡的DLL的头文件。
(3) 设置前面板参数，完成框图程序。
将加载DSP目标文件的前面板和相应的框图程序保存为dspload.vi。
在执行程序 dspload.vi 之前，输入目标文件名（*.out）。
DSP数据采集卡 所使用的数据采集卡是美国TI公司的TMSCDSP数据采集卡。
框图如图1所示。
DSP数据采集卡的特点是： PCI总线接口，支持即插即用；通过HPI（主机端口接口）访问DSP内存； 16位音频编解码器，支持5.5kHz~48kHz采样率；三种DSP启动模式：无启动模式、HPI启动模式、ROM启动模式； kB 同步突发静态 RAM (SBSRAM)； 8MB 同步动态 RAM (SDRAM)。
TMSC是一款浮点DSP，片上有8个并行处理单元，分为两个相同的组。
8个独立的功能单元采用加载/存储架构，多处理单元之间的数据传输依赖于32个32位通用寄存器。
DSP的体系结构采用超长指令字（VLIW）结构。
8条指令组成一个指令包，总字长为bit。
芯片内部设置了专门的指令分配模块，可以将指令包的每一位同时分配给8个处理单元，并同时运行。
芯片最大处理能力可达MIPs。
C的存储器寻址空间为32bit，片上RAM分为内部程序/Cache存储器和内部数据/Cache存储器。
当片内RAM容量不能满足系统程序/数据空间要求时，可以利用外部存储器接口（External Memory Interface，EMIF）来扩展片外存储器。
EMIF整个外部空间最大容量为64MB，分为4个空间CE0~CE3。
HPI（主机端口接口）是一个 16 位并行接口。
外部主机可以通过HPI直接访问CPU的存储空间。
外部主机是该接口的主控者。
HPI 访问接口由一组寄存器实现。
HPI控制寄存器HPIC（HPI Control Register）完成接口的设置。
主机和CPU都可以访问HPIC；外部主机还通过主机地址寄存器HPIA(Host Address Register)和主机数据寄存器HPID(Host Data Register)完成对CPU的设置。
存储空间访问。
主机对这些寄存器的访问是通过外部控制信号实现的。
HPI与CPU存储空间的连接是由DMA控制器完成的。
C中有专用的DMA辅助通道来完成数据传输任务。
软件设计 在DSP数据采集卡与LabVIEW的接口应用中，主要使用CLFN来实现该功能：PC机通过HPI接口将名为*.out的可执行文件加载到DSP程序存储空间中，然后DSP执行该文件。
DSP 启动模式设置为 HPI 启动。
HPI启动的工作原理如下：启动期间，核心CPU保持复位状态，其余硬件保持正常。
在此期间，外部主机通过HPI初始化CPU的存储空间。
主机完成所有初始化工作后，将HPI控制存储器中的DSPINT设置为1，并结束引导过程。
此时，CPU退出复位状态，开始执行地址0处的指令。
在HPI启动过程中，主机可以读写DSP的所有存储空间。
软件设计中，打开数据采集卡，获取采集卡的句柄；复位DAQ卡后，设置HPI自举模式，使DSP处于复位状态；此时，如果DSP与HPI建立连接，且DMA辅助通道的优先级高于DSP。
通过调用函数evm6x_coff_load将coffname指定的目标文件加载到DSP存储器中。
一旦DSP不处于复位状态，DSP就开始执行加载的文件。
结论 通过CLFN调用DLL加载DSP目标文件以节省数据采集卡内存空间的方法已应用于吉林大学-TI DSP实验室的虚拟频谱分析仪。
由于DSP加载程序是C语言程序，因此具有良好的可移植性。
另外，可以看出，通过调用库函数节点CLFN，将C语言与图形化G语言相结合，在LabVIEW中编程直观、方便，加快程序运行速度，提高软件性能，方便编程模块共享，节省编程时间。
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