引言
  數(shù)據(jù)采集卡(DAQ)的存儲空間是系統(tǒng)設計的一個重要的硬件資源，對采樣速率、實時處理性與系統(tǒng)功能都有很大的影響。在虛擬頻譜儀設計中，信號采樣數(shù)據(jù)的存儲、DSP分析、處理信號程序，都需要有足夠內(nèi)存空間。由于該儀器信號采集數(shù)據(jù)量大，DSP所實現(xiàn)的功能多，導致出現(xiàn)存儲空間不足。針對上述問題，本文談談怎樣基于LabVIEW通過CLFN調(diào)用DLL加載DSP 目標文件(*.out)，從而在一定的程序存儲空間情況下來完成基于DSP數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器的研制。

LabVIEW中的CLFN
  LabVIEW程序由三部分組成：前面板、框圖程序和圖標/連接器。程序前面板用于設置輸入量和觀測量，模擬真實儀器的前面板；每一個程序前面板都有相應的框圖程序與之對應，框圖程序用圖形編程語言編寫。圖標/連接端口可以讓用戶把VI程序定義為一個子程序，從而實現(xiàn)模塊化編程。
   調(diào)用庫函數(shù)節(jié)點(Call Library Function Node，CLFN)是一個圖形化節(jié)點，是LabVIEW調(diào)用C語言編寫的可執(zhí)行程序代碼的一個通用的方法，常用于調(diào)用動態(tài)連接庫(DLL)，這種方式特別適合于用戶創(chuàng)建實現(xiàn)自己特定功能的DLL。但是對C語言的編譯必須通過外部的開發(fā)平臺環(huán)境，在Win9x/NT下可以使用Microsoft Visual C++軟件平臺。
用CLFN調(diào)用DLL來實現(xiàn)DSP 目標文件加載，簡要步驟如下：
(1)在LabVIEW程序框圖中放置一CLFN節(jié)點。對CLFN設置，建立函數(shù)原型：unsigned char dspload(CStr coffname)。其中coffname 是被加載的DSP 目標文件名(*.out)，unsigned char 是函數(shù)dspload返回值error的類型，返回值為0，表明DSP目標文件加載成功，其它值表明加載失敗。
(2)在Microsoft Visual C++環(huán)境下建立DLL工程，從而生成dspload.dll文件。
在源程序中必須包含頭文件：extcode.h和evm6xdll.h。前者是LabVIEW調(diào)用外部代碼管理函數(shù)集的頭文件，后者是DSP數(shù)據(jù)采集卡的DLL的頭文件。
(3)設置前面板參數(shù)并完成框圖程序，將DSP目標文件加載的前面板與相應的框圖程序，保存為dspload.vi。執(zhí)行程序dspload.vi前，輸入目標文件名(*.out)。

DSP數(shù)據(jù)采集卡
  所用的數(shù)據(jù)采集卡是美國TI公司的TMS320C6701 DSP數(shù)據(jù)采集卡，方框圖如圖1所示。
DSP數(shù)據(jù)采集卡的特點有：
  PCI總線接口，支持即插即用；通過HPI(Host Port Interface)訪問DSP內(nèi)存；16-bit音頻編解碼器,支持5.5kHz～48kHz采樣率；三種DSP boot 模式：無自舉模式，HPI 自舉模式，ROM 自舉 模式；256kB同步突發(fā)靜態(tài)RAM (SBSRAM)；8MB同步動態(tài)RAM (SDRAM)。
  TMS320C6701是浮點型DSP，片內(nèi)有8個并行的處理單元，分為相同的兩組。8個獨立的功能單元采用加載/存儲(load/store)體系結構，數(shù)據(jù)在多處理單元之間的傳輸依靠32個32bit通用寄存器。
   DSP的體系結構采用甚長指令字(VLIW)結構，8個指令組成一個指令包，總字長為256 bit。芯片內(nèi)部設置了專門的指令分配模塊，可以將每個256bit的指令包同時分配到8個處理單元，并由8個單元同時運行。芯片最大處理能力可以達到2400MIPs。
   C6701的存儲器尋址空間為32bit，片內(nèi)RAM被分為內(nèi)部程序/Cache存儲器和內(nèi)部數(shù)據(jù)/Cache存儲器。當片內(nèi)的RAM容量不滿足系統(tǒng)的程序/數(shù)據(jù)空間要求時，可利用外存儲器接口(External Memory Interface，EMIF)在片外進行存儲器擴展。EMIF整個外部空間最大容量為64MB，分為4個空間CE0~CE3。
   HPI(Host-Port Interface)是一個16bit 的并行接口，外部主機可以通過HPI直接訪問CPU的存儲空間。外部的主機是該接口的主控者。
HPI存取的接口由一套寄存器來實現(xiàn)。HPI控制寄存器HPIC(HPI Control Register)完成對接口的設置，主機和CPU都可以訪問HPIC；外部主機進一步通過主機地址寄存器HPIA(Host Address Register)和主機數(shù)據(jù)寄存器HPID(Host Data Register)來完成對CPU存儲空間的訪問。主機對這些寄存器的訪問是通過外部的控制信號實現(xiàn)的。
    HPI到CPU的存儲空間的連接由DMA控制器完成。在C6701中有專門的DMA輔助通道完成數(shù)據(jù)傳輸任務。

軟件設計
   在DSP數(shù)據(jù)采集卡與LabVIEW 的接口應用中主要利用CLFN來實現(xiàn)此功能：PC機通過HPI接口把文件名為*.out可執(zhí)行文件裝載到DSP程序存儲空間，之后DSP執(zhí)行該文件。
    DSP boot模式設置為HPI 自舉。HPI自舉工作原理如下：在自舉時，核心CPU停留在復位狀態(tài)，硬件其余部分均保持正常狀態(tài)。在這期間，外部主機通過HPI初始化CPU的存儲空間。主機完成所有的初始化工作后，將HPI控制存儲器中的DSPINT設置為1，結束自舉過程。此時CPU退出復位狀態(tài)，開始執(zhí)行地址0處的指令。HPI自舉過程中，主機可以對DSPs所有的存儲空間進行讀和寫。
     在軟件設計中，打開數(shù)據(jù)采集卡，以獲取采集卡的句柄；復位DAQ卡之后，設置HPI自舉模式，使DSP處于復位狀態(tài)；這時如果DSP與HPI建立了連接，并且DMA輔助通道的優(yōu)先級比DSP高，通過調(diào)用函數(shù)evm6x_coff_load把coffname所指定的目標文件加載到DSP內(nèi)存中。一旦DSP不處于復位狀態(tài)時，DSP就開始執(zhí)行被加載的文件。

結語
    通過CLFN調(diào)用DLL加載DSP目標文件從而節(jié)省數(shù)據(jù)采集卡的內(nèi)存空間的方法已經(jīng)應用到吉林大學-TI DSPs實驗室的虛擬頻譜分析儀中。由于DSP加載程序是C語言程序，因此可移植性好。另外，可看出通過調(diào)用庫函數(shù)節(jié)點CLFN，將C語言同LabVIEW中編程直觀方便的圖形化G語言結合起來，以加快程序運行速度，提高軟件性能，并方便程序模塊共享，節(jié)省編程時間?！?/p>