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AM57x 多核SoC开发板——GPMC的多通道AD采集综合案例手册（上）

Tronlong创龙科技

2022-5-12 10:05:03 5671 AD采集

目录

1 ————案例功能

2 ————操作说明

2.1 ————硬件连接

2.2 ————案例测试

2.3 ————使用CCS查看信号波形

2.3.1 ————加载Symbols信息表

2.3.2 ————查看时域波形

2.3.3 ————查看频域波形

3 ————案例编译

4 ————关键代码

4.1 ————ARM(Host)端关键代码

4.2 ————DSP(Slave)端关键代码

本文档适用开发环境：

Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux Processor SDK：ti-processor-sdk-linux-rt-am57xx-evm-04.03.00.05

RTOS Processor SDK：ti-processor-sdk-rtos-am57xx-evm-04.03.00.05

CCS：CCS7.4

本案例主要是通过GPMC接口采集AD7606或ADS8568模块输入的AD信号，由DSP端对AD信号进行FFT处理，并由ARM端对AD信号进行Qt波形绘制、数据保存等，其中使用到的测试板卡为创龙科技的TL570x-EVM工业开发板。

创龙科技TL570x-EVM是一款基于TI Sitara系列AM5708 ARM Cortex-A15 + 浮点DSP C66x处理器设计的异构多核SoC评估板，由核心板和评估底板组成。典型应用在运动控制、工业PC、机器视觉、智能电力、视频监测等领域。

核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证，稳定可靠，可满足各种工业应用环境。开发板接口资源丰富，引出双路PRU百兆网口、千兆网口、USB 3.0、CAMERA、GPMC、HDMI、PCIe等接口，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。

案例功能

AM570x DSP端使用EDMA通过GPMC接口采集AD7606或ADS8568模块8通道的AD信号，同时由DSP端对其中6通道的AD信号进行FFT处理，最后将8通道时域数据和经FFT处理的6通道频域数据保存到DSP端L2SRAM中，可通过仿真器与CCS软件查看对应通道的时域波形和频域波形。

程序保存通道0的时域数据和经FFT处理的频域数据至CMEM（共享内存）空间，通过IPC组件通知ARM端读取该通道的时域数据和频域数据，使用Qt在LCD显示屏上进行波形绘制，最后将数据保存到文件中。

本案例默认配置AD7606模块采样周期为6us，即采样率约为167KHz；配置ADS8568模块采样周期分别为5us，即采样率为200KHz。程序工作流程图如下所示：

图 1

操作说明
硬件连接

将Tronlong的TL7606I(AD7606)模块或TL8568I(ADS8568)模块插入评估板GPMC扩展接口，并对模块进行独立供电。TL7606I模块使用5V电源供电，J1跳线帽连接到0，使用±5V量程。TL8568I模块使用12V电源供电，软件已配置为±12V量程。

将模块的待测输通道正确连接信号发生器，信号发生器输出频率为4KHz、峰峰值为2Vpp（即幅值为1V）的正弦波信号。待测信号电压请勿超过模块量程，否则可能会导致模块损坏。评估板接入LCD显示屏，并通过仿真器连接到PC机。硬件连接示意图如下：

图 2 TL7606I模块硬件连接示意图

图 3 TL7606I模块硬件连接示意图

图 4 TL8568I模块硬件连接示意图

案例测试

案例位于产品资料“4-软件资料Demo
tos-examples l-linux-ipc-examples l-gpmc-ad-fft”目录下，案例目录说明如下。

图 5

表 1

bin目录	app_host	ARM端可执行文件
	load-firmware.sh	DSP端可执行文件运行脚本
	server_dsp1.xe66	DSP端可执行文件
lib目录	libqwt-6.1.3.tar.gz	QWT库压缩包
src目录	dsp1目录	存放DSP端源码和配置文件等
	host目录	存放ARM端源码和配置文件等
	ludev目录	存放共享内存库源码和镜像文件等
	shared目录	存放多核共用代码定义相关文件
	makefile	顶层Makefile文件，用于构建整个案例程序
	products.mak	顶层配置文件，用于配置编译环境

由于本案例需依赖QWT库文件，因此请将libqwt-6.1.3.tar.gz压缩包解压，并将解压目录中的lib目录下的libqwt.so、libqwt.so.6、libqwt.so.6.1、libqwt.so.6.1.3此四个QWT库文件拷贝到文件系统“/usr/lib/”目录下。同时将bin目录下的app_host、server_dsp1.xe66、load-firmware.sh此三个文件拷贝到评估板文件系统同一个目录下。

图 6

Linux内核预留0xa0000000~0xac000000(192MByte)内存作为CMEM共享内存，案例使用0xa0000000~0xa0008000(32KByte)内存进行测试，此32KByte内存划分为2个16KByte (0x4000,16384)池空间，分别用于存放模块通道0的时域数据和频域数据。

进入评估板文件系统执行如下命令。

备注：由于CMEM共享内存地址空间已超过512MByte，故如下测试仅支持DDR3不小于1GByte的评估板。

Target# /etc/init.d/matrix-gui-2.0 stop //关闭Matrix界面程序

Target# pkill ti-mctd //禁用ti-mctd服务，避免cmemk驱动卸载失败

Target# rmmod cmemk //卸载cmemk驱动

Target# modprobe cmemk phys_start=0xa0000000 phys_end=0xa0008000 pools=2x16384 //划分2个16KByte池空间

Target# cat /proc/cmem //查看CMEM配置

图 7

图 8

进入app_host、server_dsp1.xe66、load-firmware.sh文件所在目录并执行如下命令，运行DSP端程序。

Target# ./load-firmware.sh

图 9

执行如下命令可查看ARM端程序参数说明。

Target# ./app_host -h

图 10

执行如下命令，运行ARM端程序。

Target# ./app_host 0x01000000 6 10000 /home/root/ 7606

命令参数说明：

0x01000000：指定GPMC片选首地址，使用的GPMC片选为CS0。

6：指定信号采集周期（单位：us）。TL7606I模块设置为6，TL8568I模块设置为5。

10000：指定采集循环次数。

/home/root/：指定模块通道0的时域数据和频域数据的保存路径。时域数据保存文件为ad_raw_data.txt，频域数据保存文件为ad_fft_data.txt。

7606：指定模块型号。TL7606I模块设置为7606，TL8568I模块设置为8568。

图 11 TL7606I模块运行命令

图 12 TL8568I模块运行命令

程序运行后，即可在LCD显示屏上看到通道0的时域波形和频域波形。

图 13 时域波形

图 14 频域波形

使用CCS查看信号波形

在程序运行过程中可使用CCS软件查看存储在DSP端L2SRAM中的时域和频域波形。

加载Symbols信息表

进入app_host、server_dsp1.xe66、load-firmware.sh文件所在目录执行如下命令，运行DSP端程序。

Target# ./load-firmware.sh

驱动默认配置DSP端的电源控制模式为auto-suspend（自动休眠），当DSP端处于休眠状态时，CCS将无法连接DSP端。

请执行如下命令设置电源控制模式为on，禁用auto-suspend模式。

Target# echo "on" > /sys/bus/platform/devices/40800000.dsp/power/control

请执行如下命令禁用错误恢复功能，避免发生错误时系统自动重启DSP端，干扰调试。

Target# echo disabled > /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc2/recovery

请执行如下命令，运行ARM端程序（以TL7606I模块为例）。

Target# ./app_host 0x01000000 6 10000 /home/root/ 7606

图 15

打开CCS，创建仿真配置文件后进入Debug界面，右键点击“Connect Target”连接DSP端，如下图所示。连接后DSP端程序将会暂停运行，请点击按键恢复运行。

图 16

由于程序调试需用到镜像文件中的Symbols信息表，因此请点击“Run -> Load -> Load Symbols...”加载案例bin目录下的server_dsp1.xe66镜像文件导入Symbols信息表。

备注：请确保加载的server_dsp1.xe66文件与当前DSP端运行的是同一个镜像文件，否则可能导致符号地址不一致以及仿真运行错误。

图 17

图 18

查看时域波形

点击“View -> Memory Browser”，在弹出界面的搜索栏搜索ch_raw_buffer数组，该数组存放时域数据，搜索结果如下图所示。ch_raw_buffer数组包含8个地址，从左到右分别对应存放通道0至7时域数据的起始地址，例如0x00828EA0为存放通道0时域数据的起始地址。

图 19

点击“Tools -> Graph -> Single Time”，如下图所示。

图 20

在弹出界面中按照下图内容进行配置，然后点击OK，即可查看AD信号的时域波形。

图 21

表 2

Acquisition Buffer Size	从Start Address开始读取的数据长度
Dsp Data Type	读取的数据类型
Start Address	从Start Addres开始读取数据
Display Data Size	显示的数据长度（即将多少个采样点的数据进行显示，该数值不能大于Acquisition Buffer Size）

图 22

程序已将8通道的时域数据保存到DSP端L2SRAM，如需查看其他通道波形，请按照上述方法打开对应通道地址查看即可。

本次使用TL7606I模块进行测试，在上图中可看到通道0的时域波形，波形的幅值约为6796。从CCS看到的波形值为AD芯片内部寄存器保存的数字量，从AD7606和ADS8568的芯片数据手册得到的换算公式均为：数字量=待测量/量程*32768，则AD信号实际幅值=数字量*量程/32768=6796*5V/32768=1.04V，与信号发生器的1V标称值接近。

查看频域波形

点击“View -> Memory Browser”，在弹出界面的搜索栏搜索ch_fft_buffer数组，该数组存放频域数据，搜索结果如下图所示。ch_fft_buffer数组包含8个地址，从左到右分别对应存放通道0至7频域数据的起始地址，例如0x008292A0为存放通道0频域数据的起始地址。

备注：由于受处理器的性能限制，程序默认只对通道0~5进行FFT处理，因此ch_fft_buffer数组未存放通道6和7频域数据。

图 23

点击“Tools -> Graph -> Single Time”，如下图所示。

图 24

在弹出界面中按照下图内容进行配置，然后点击OK，即可查看AD信号的频域波形。

图 25

表 3

Acquisition Buffer Size	从Start Address开始读取的数据长度
Dsp Data Type	读取的数据类型
Index Increment	索引增量（即每个采样点数据序号的相差值，由于FFT数据以复数形式存储，只取复数中的实部进行显示，因此设置成2，隔点取值显示）
Start Address	从Start Addres开始读取数据
Display Data Size	显示的数据长度（即将多少个采样点的数据进行显示，该数值不能大于Acquisition Buffer Size）