MATLAB与与DSP使用使用RTDX的实时数据交换 的实时数据交换 采用MATLAB辅助DSP程序的开发和调试，能加快DSP应用程序的开发。实时数据交换(RTDX)为设计、验证 DSP算法提供了一个快速、方便的解决方案。本文对RTDX的工作原理进行了分析，讨论了MATLAB与DSP使用 RTDX插件实现双向数据传输的实现方式，并通过一个简单的实例说明RTDX的具体实现过程。 引言 在传统的DSP(Digital Signal Processor)应用程序开发过程中，涉及的算法一般先用MATLAB语言进行仿真，仿真结果满意 后，再进入产品的实现阶段。仿真实现后的算法用 C/C++或汇编语言实现，首先在硬件DSP目标板上调试，将中间结果通过 DSP开发工具保存到PC机的硬盘上，然后调用到MATLAB工作空间，与 MATLAB仿真算法的中间结果进行比较，以发现DSP 程序中由于设计或精度导致的结果偏差。如此反复进行，应用程序开发十分不便。 鉴于DSP应用开发的传统设计方法十分不便，Math Works公司和TI公司联合开发了MATLAB Link for CCS Development Tools(简称CCSLink)。CCSLink将MATLAB、CCS(TI DSP集成开发环境)和目标DSP三者连接起来，开发人员可以在MATLAB 环境中像操作MATLAB变量一样操作TI公司DSP的存储器和寄存器，实现对CCS的控制，极大地方便了TI DSP应用程序的开 发。 本文所做的研究是以MATLAB2010b、CCS3.3以及基于TMS320VC5509A的开发板进行的。目前大多数书籍就CCSLink的描 述主要是基于MATLAB6.5的，而后续的MATLAB版本对CCSLink做了一定的修改和完善。RTDX插件作为CCSLink的重要组成 部分之一，有其独特的优势。在接下来的内容中将对RTDX做详细介绍，旨在向DSP研发人员提供一种更快捷的RTDX使用方 式。 1 CCSLink的构成 CCSLink由3部分组成： ①与CCS IDE的连接对象。利用此对象可以创建CCS与MATLAB的连接，执行相应的MATLAB命令就可以运行CCS中的应用 程序，与目标DSP的存储器和寄存器进行双向数据交换。其优点在于： (a)用户可以利用MATLAB强大的数据分析和可视化功能，节省设计和调试程序的时间。 (b)可以编写用于调试数字信号处理程序的MATLAB语言批处理脚本，实现调试和分析的自动化。 ②与RTDX的连接对象。提供了MATLAB与目标DSP之间的实时通信通道，利用此通道可以实时地与目标DSP进行数据交换而 不用停止DSP上正在执行的程序。Link for RTDX实现了对实时数据的自动化高级分析和可视化，同时也实现了对复杂DSP程 序的有效验证。 RTDX包括主机和目标DSP两部分，如图1所示。在DSP上有一个小的RTDX库(RTDX Target Library)，其使用一个基于扫描 的仿真器，通过增强型JTAG接口在主机和DSP之间传输数据。DSP应用程序则通过调用RTDX库的API函数来完成主机和 DSP之间的通信。主机方运行CCS软件，CCS软件同样带有一个RTDX库(RTDX Host Library)，通过一个COM接口将实时数 据在主机上显示。这样，MATLAB中设计的参数可以通过RTDX输入通道写入DSP的存储单元，而算法的最后结果也可以通过 RTDX的输出通道上传到MATLAB中，通过编写MATLAB程序来显示、分析信号处理的结果。 ③嵌入对象。在MATLAB环境中能够创建一个代表嵌入在目标C程序中的变量对象，利用嵌入式对象可以像处理MATLAB的变 量那样直接访问嵌入在目标DSP的存储器和寄存器中的变量。 上述3种连接对象的实现方式略有不同，与CCS IDE的连接对象和嵌入式对象在数据的传递时可以不在目标DSP程序中添加额 外的语句，而与RTDX的连接对象在进行数据传递时则需要在目标DSP程序中添加操纵RTDX通道的语句。 2 RTDX的工作原理 实现MATLAB和目标DSP之间的实时数据交换，既需要在目标DSP程序中添加特定的语句，又需要MATLAB使用特定的语句 实现与目标DSP的数据传递。 2.1 DSP对RTDX的配置使用 2.1.1 设置RTDX输入输出通道 首先向工程文件中添加头文件“rtdx.h”、主程序文件“main.c”和其他使用到RTDX的文件。 基于工程是否有与主机通信的需要，在“main.c”中添加输入或输出通道。通道的声明采用全局变量的形式，不得包括在任何函 数之中。 RTDX_CreateInputChannel(ichan); /*创建名为ichan的输入通道*/ RTDX_CreateOutputChannel(ochan); 

/*创建名为ochan的输出通道*/ 默认情况下，这些通道是不能在DSP中直接使用的，但可以在函数体内使能这些RTDX通道。 RTDX_enableInput(&ichan); /*使能ichan通道*/ RTDX_enableOutput(&ochan); /*使能ochan通道*/ 如果要在同一工程的其他C文件中使用已经声明过的RTDX通道，必须再次声明。 Extern RTDX_input_channel ichan; Extern RTDX_output_channel ochan; 最后，单击CCS软件Tools->RTDX->Configuration Control，在弹出的窗口中选择“Enable RTDX”，手动使能RTDX接口。 2.1.2 使用RTDX读写数据 DSP中的RTDX目标库提供了一些C函数发送和接收数据： ①RTDX_readNB()读数据函数包括3个参数：第1个是输入通道的指针，第2个是存储数据的数组指针，第3个是数据字长。这 是非连续读，即如果没有数据可读将直接返回。 ②RTDX_read()函数的3个参数和RTDX_readNB()一样，不同的是RTDX_read()是连续读，即它将不返回直到读完数据。如果 通道忙或未使能，它将返回RTDX_READ_ERROR。 ③RTDX_write()写数据函数也包括3个参数：第1个是输出通道的指针，第2个是要传输的数组指针，第3个是数据字长。执行 后会返回一个整数，非0代表成功。 ④RTDX_sizeofInput()包含输入通道指针的一个参数，并返回从缓冲器中读取的字长，一般在RTDX_read NB()完成一次读操 作后使用它。 ⑤RTDX_channelBLasy()包含输入通道指针的一个参数，并返回一个整数指示通道状态，0表示通道不忙。 它通常与RTDX_readNB()结合使用，用于检查是否有其他读数据请求。 2.2 MATLAB对RTDX的配置使用 2.2.1 发送数据 在传输数据之前，MATLAB需要知道目标DSP板的信息，完成MATLAB和CCS以及目标DSP的连接，使用下面这条指令实 现： h=actxserver(‘RTDX’); 此指令要在DSP加载了可执行文件并使能RTDX接口之后才能使用，使用这条指令还创建了与RTDX的连接对象，h为连接对 象的句柄。 在MATLAB中打开并使能RTDX输入通道之前，必须在DSP目标程序中已经创建了该输入通道，调用下面这条指令实现： invoke(h，‘open’，‘ichan’，‘W’); 传输数据用下面这条指令实现： invoke(h，‘Write’，intl6(v)); 数据通过最近打开的输入通道由MATLAB向DSP写数据，intl6(v)表示对数据v做强制数据类型转换，因为使用的 TMS320VC5509A是16位定点DSP。 在完成数据传输或读数据之前，应该将此接口关闭，使用下面这条指令实现： invoke(h，‘close’); 2.2.2 接收数据 在MATLAB接收数据部分并没有采用发送数据使用的那种最新的RTDX实现方式，因为新方法的实现难度较大，这里介绍通用 的实现方法，具体步骤如下： ①cc=ticcs()实现MATLAB和CCS以及DSP三者的连接，并创建连接对象，对象句柄为cc。 ②打开并使能RTDX通道： cc.rtdx.open(‘ochan’，‘r’);%打开名为ochan的RTDX读通道(MATLAB从DSP读) 

cc.rtdx.enable(‘ochan’);%使能通道ochan cc.rtdx.enable;%使能RTDX接口 ③读取数据： cc.rtdx.readmsg(‘ochan’，‘intl6’);%读取16位字的数据 3 应用实例 列举一个简单的求和运算来说明RTDX的具体实现方法，旨在让读者掌握如何使用RTDX实现MATLAB和DSP之间的双向数据 传递。整个程序的实现思路是：首先MATLAB通过RTDX输入通道向DSP中写入10个数据，然后DSP对这10个数据求和，最 后将这个和值经RTDX输出通道传递给MATLAB。整个过程的实现流程如图2所示。 3.1 DSP程序实现 3. 2 MATLAB程序实现 MATLAB向DSP写数据 结语 RTDX技术巧妙地实现了MATLAB和目标DSP之间的数据交换，使开发者能够在算法仿真和实时处理之间进行多次反复，以确 定最佳算法和参数，极大地方便了DSP应用程序的设计，缩短了开发周期。