MATLAB与DSP（C6657)的TCP/IP通信实现
最近尝试使用从MATLAB端键入输入，将输入值传给DSP，DSP运算之后将结果传回MATLAB并显示。我所设置的PC的IP地址是192.168.2.101，DSP的IP地址是192.168.2.100，端口号是7。DSP作为server端，MATLAB作为client端。
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MATLAB的TCP/IP通信实现
我所要实现的功能函数有三个输入：T、fa、i，一个输出：H，都是double型的数，也就是每个数的大小是8个字节。从MATLAB端键入的代码及注释如下：
clear all
t = tcpip('192.168.2.100',7, 'NetworkRole', 'client'); %前两个参数是远程主机（DSP）的ip地址和端口，最后一个参数要写MATLAB的NetworkRole
fclose(t); %关闭TCP/IP
t.inputbuffersize=1024; %设置输入缓冲区为1024b，缺省值为512b,根据自己传输的数据大小来调整，不要比传输的数据小
t.outputbuffersize=1024; %设置输出缓冲区为1024b
t.Timeout=30;%最长等待连接的时间
set(t,'ByteOrder','littleEndian'); %设置为小端模式，DSP和MATLAB的字节序应一致避免麻烦
buffer1=input('T='); %在MATLAB键入输入值
buffer2=input('fa=');
buffer3=input('i=');
fopen(t); %连接TCP/IP对象
tic %计时开始
fwrite(t, buffer1,'double'); %将buffer1里的数据以'double'的格式写入t
fwrite(t, buffer2,'double');
fwrite(t, buffer3,'double');
H=fread(t,1,'double'); %以'double'的格式从t里读出1个数据并写入H
toc %计时结束
format longE; %以LongE的格式显示
fprintf('H=%f\n',H); %在MATLAB平台上显示输出值
fclose(t); %关闭TCP/IP
delete(t); %删除TCP/IP -
DSP的TCP/IP通信实现
我采用的DSP是TI公司的TMS320C6657，CCS采用的是5.5版本，通信例程是在TI官方的helloworld例程的基础上改写的。在编写程序之前，首先要确定自己导入的helloworld例程的products被正确设置，我截取我的例程采用的products如下图：
主要是XDCtools、MCSDK、NDK、SYS/BIOS相互之间以及它们与CCS之间的版本要匹配，TI官网给出了相关的版本要求，如果不满足要求，就会出现编译错误。一开始我没有发现这个问题，版本都是随机下载选择的，出现了很多奇奇怪怪搜索不到的错误，卡了好多天，很难受，大家如果嫌麻烦直接按我这个图上的版本配置就好。
下一步就是对helloworld例程的理解与修改，我采用的是TCP而非UDP，另外我用的是固定IP方式，而非DHCP。helloworld的代码我们主要关注的就是两个，一个是helloWorld.c，这个几乎是TCP/IP通信的模板代码，不管是什么TCP/IP的例程中都会有一个文件与这个文件几乎完全相同，里面主要是EVM_init、StackTest、NetworkOpen、NetworkClose、NetworkIPAddr、 ServiceReport这几个函数。另一个是udpHello.c，这是收发数据的代码。helloworld中还有一个cfg文件，我对它的功能搞得不是很清楚，这个文件我没有动，也没有影响最终的功能的实现。如果有哪位朋友懂的话，希望可以一起讨论下。helloWorld.c的代码与及注释如下，其中中文字体是我改动的地方：
#include
#include //这是我所实现的功能所要用到的库
#include
/* BIOS6 include */
#include
/* Platform utilities include */
#include "ti/platform/platform.h"
#include "ti/platform/resource_mgr.h"
/* Platform Information - we will read it form the Platform Library */
platform_info gPlatformInfo;
//---------------------------------------------------------------------------
// Title String
//
char *VerStr = "\nTCP/IP Stack 'Hello World!' Application\n\n";
// Our NETCTRL callback functions
static void NetworkOpen();
static void NetworkClose();
static void NetworkIPAddr( IPN IPAddr, uint IfIdx, uint fAdd );
// Fun reporting function
static void ServiceReport( uint Item, uint Status, uint Report, HANDLE hCfgEntry );
// External references
extern int dtask_udp_hello();
//---------------------------------------------------------------------------
// Configuration
//
char *HostName = "tidsp";
char *LocalIPAddr = "192.168.2.100"; //DSP的IP地址
char *LocalIPMask = "255.255.255.0"; // 掩码
char *GatewayIP = "192.168.2.101"; // 网关
char *PCStaticIP = "192.168.2.101"; // PC的IP地址
char *DomainName = "demo.net"; // Not used when using DHCP
char *DNSServer = "0.0.0.0"; // Used when set to anything but zero
/*************************************************************************
* @b EVM_init()
*
* @n
*
* Initializes the platform hardware. This routine is configured to start in
* the evm.cfg configuration file. It is the first routine that BIOS
* calls and is executed before Main is called. If you are debugging within
* CCS the default option in your target configuration file may be to execute
* all code up until Main as the image loads. To debug this you should disable
* that option.
*
* @param[in] None
*
* @retval
* None
************************************************************************/
void EVM_init() //对DSP开发板的初始化，若使用GEL文件则不需要这一步
{
int i;
platform_init_flags sFlags;
platform_init_config sConfig;
/* Status of the call to initialize the platform */
Int32 pform_status;
/* Platform Information - we will read it form the Platform Library */
platform_info sPlatformInfo;
/*
* You can choose what to initialize on the platform by setting the following
* flags. We will initialize everything.
*/
memset( (void *) &sFlags, 0, sizeof(platform_init_flags));
memset( (void *) &sConfig, 0, sizeof(platform_init_config));
sFlags.pll = 0;
sFlags.ddr = 0;
sFlags.tcsl = 0; /* Time stamp counter */
sFlags.phy = 0; //实际上在使用以太网时这里应该设为1，但是我的库函数可能有一些问题，使用这个EVM_init函数对板子初始化，会出现无法link的情况，于是我把这里设为0，利用GEL文件初始化板子
sFlags.ecc = 0;
sConfig.pllm = 0;
pform_status = platform_init(&sFlags, &sConfig);
/* If we initialized the platform okay */
if (pform_status == Platform_EOK) {
/* Get information about the platform so we can use it in various places */
memset( (void *) &sPlatformInfo, 0, sizeof(platform_info));
(void) platform_get_info(&sPlatformInfo);
}
else {
/* Intiialization of the platform failed... die */
printf("Platform failed to initialize. Error code %d \n", pform_status);
printf("We will die in an infinite loop... \n");
while (1) {
(void) platform_led(1, PLATFORM_LED_ON, (LED_CLASS_E) PLATFORM_USER_LED_CLASS);
(void) platform_delay(50000);
(void) platform_led(1, PLATFORM_LED_OFF, (LED_CLASS_E) PLATFORM_USER_LED_CLASS);
(void) platform_delay(50000);
};
}
platform_write_configure(PLATFORM_WRITE_PRINTF);
platform_uart_init();
platform_uart_set_baudrate(19200);
/* Check to see that we are running on the Master Core */
if (platform_get_coreid() != 0) {
/* We are not on the Master Core... die */
printf("You must run this application on Core 0. \n");
printf("We will die in an infinite loop... \n");
while (1) {
(void) platform_led(1, PLATFORM_LED_ON, (LED_CLASS_E) PLATFORM_USER_LED_CLASS);
(void) platform_delay(50000);
(void) platform_led(1, PLATFORM_LED_OFF, (LED_CLASS_E) PLATFORM_USER_LED_CLASS);
(void) platform_delay(50000);
};
}
/* Clear the state of the LEDs to OFF */
for (i=0; i < sPlatformInfo.led[1].count; i++) {
platform_led(i, PLATFORM_LED_OFF, (LED_CLASS_E) PLATFORM_USER_LED_CLASS);
}
return;
}
//---------------------------------------------------------------------
// Main Entry Point
//---------------------------------------------------------------------
int main()
{
/* Start the BIOS 6 Scheduler */
BIOS_start ();
}
//
// Main Thread
//
int StackTest()
{
int rc;
int i;
HANDLE hCfg;
//
// THIS MUST BE THE ABSOLUTE FIRST THING DONE IN AN APPLICATION before
// using the stack!!
//
rc = NC_SystemOpen( NC_PRIORITY_LOW, NC_OPMODE_INTERRUPT );
if( rc )
{
platform_write("NC_SystemOpen Failed (%d)\n",rc);
for(;;);
}
// Print out our banner
platform_write(VerStr);
//
// Create and build the system configuration from scratch.
//
// Create a new configuration
hCfg = CfgNew();
if( !hCfg )
{
platform_write("Unable to create configuration\n");
goto main_exit;
}
//
// THIS MUST BE THE ABSOLUTE FIRST THING DONE IN AN APPLICATION!!
//
/* rc = NC_SystemOpen( NC_PRIORITY_LOW, NC_OPMODE_INTERRUPT );
if( rc )
{
printf("NC_SystemOpen Failed (%d)\n",rc);
for(;;);
}
// Print out our banner
printf(VerStr);
//
// Create and build the system configuration from scratch.
//
// Create a new configuration
hCfg = CfgNew();
if( !hCfg )
{
printf("Unable to create configuration\n");
goto main_exit;
}
*/
// We better validate the length of the supplied names
if( strlen( DomainName ) >= CFG_DOMAIN_MAX ||
strlen( HostName ) >= CFG_HOSTNAME_MAX )
{
printf("Names too long\n");
goto main_exit;
}
// Add our global hostname to hCfg (to be claimed in all connected domains)
CfgAddEntry( hCfg, CFGTAG_SYSINFO, CFGITEM_DHCP_HOSTNAME, 0,
strlen(HostName), (UINT8 *)HostName, 0 );
// If the IP address is specified, manually configure IP and Gateway
// if (!platform_get_switch_state(1))
if(1)
{
CI_IPNET NA;
CI_ROUTE RT;
IPN IPTmp;
// Setup manual IP address
bzero( &NA, sizeof(NA) );
NA.IPAddr = inet_addr(LocalIPAddr);
NA.IPMask = inet_addr(LocalIPMask);
strcpy( NA.Domain, DomainName );
NA.NetType = 0;
// Add the address to interface 1
CfgAddEntry( hCfg, CFGTAG_IPNET, 1, 0,
sizeof(CI_IPNET), (UINT8 *)&NA, 0 );
// Add the default gateway. Since it is the default, the
// destination address and mask are both zero (we go ahead
// and show the assignment for clarity).
bzero( &RT, sizeof(RT) );
RT.IPDestAddr = inet_addr(PCStaticIP); //这里官网给的是0，是不对的，应该按我这样写
RT.IPDestMask = inet_addr(LocalIPMask); //这里官网给的是0，是不对的，应该按我这样写
RT.IPGateAddr = inet_addr(GatewayIP);
// Add the route
CfgAddEntry( hCfg, CFGTAG_ROUTE, 0, 0,
sizeof(CI_ROUTE), (UINT8 *)&RT, 0 );
// Manually add the DNS server when specified
IPTmp = inet_addr(DNSServer);
if( IPTmp )
CfgAddEntry( hCfg, CFGTAG_SYSINFO, CFGITEM_DHCP_DOMAINNAMESERVER,
0, sizeof(IPTmp), (UINT8 *)&IPTmp, 0 );
platform_write("EVM in StaticIP mode at %s\n",LocalIPAddr);
platform_write("Set IP address of PC to %s\n", PCStaticIP);
}
// Else we specify DHCP
else
{
CI_SERVICE_DHCPC dhcpc;
// Specify DHCP Service on IF-1
bzero( &dhcpc, sizeof(dhcpc) );
dhcpc.cisargs.Mode = CIS_FLG_IFIDXVALID;
dhcpc.cisargs.IfIdx = 1;
dhcpc.cisargs.pCbSrv = &ServiceReport;
CfgAddEntry( hCfg, CFGTAG_SERVICE, CFGITEM_SERVICE_DHCPCLIENT, 0,
sizeof(dhcpc), (UINT8 *)&dhcpc, 0 );
}
//
// Configure IPStack/OS Options
//
// We don't want to see debug messages less than WARNINGS
rc = DBG_WARN;
CfgAddEntry( hCfg, CFGTAG_OS, CFGITEM_OS_DBGPRINTLEVEL,
CFG_ADDMODE_UNIQUE, sizeof(uint), (UINT8 *)&rc, 0 );
//
// This code sets up the TCP and UDP buffer sizes
// (Note 8192 is actually the default. This code is here to
// illustrate how the buffer and limit sizes are configured.)
//
// TCP 发生 buffer 大小
rc = 8192;
CfgAddEntry( hCfg, CFGTAG_IP, CFGITEM_IP_SOCKTCPTXBUF,CFG_ADDMODE_UNIQUE, sizeof(uint32_t), (uint8_t *)&rc, 0 );
// TCP 接收 buffer 大小（复制模式）
rc = 8192;
CfgAddEntry( hCfg, CFGTAG_IP, CFGITEM_IP_SOCKTCPRXBUF,CFG_ADDMODE_UNIQUE, sizeof(uint32_t), (uint8_t *)&rc, 0 );
// TCP 接收buffer 大小（非复制模式）
rc = 8192;
CfgAddEntry( hCfg, CFGTAG_IP, CFGITEM_IP_SOCKTCPRXLIMIT,CFG_ADDMODE_UNIQUE, sizeof(uint32_t), (uint8_t *)&rc, 0 );
// UDP 接收buffer 大小
rc = 8192;
CfgAddEntry( hCfg, CFGTAG_IP, CFGITEM_IP_SOCKUDPRXLIMIT,
CFG_ADDMODE_UNIQUE, sizeof(uint), (UINT8 *)&rc, 0 );
//
// Boot the system using this configuration
//
// We keep booting until the function returns 0. This allows
// us to have a "reboot" command.
//
do
{
rc = NC_NetStart( hCfg, NetworkOpen, NetworkClose, NetworkIPAddr );
} while( rc > 0 );
// Delete Configuration
CfgFree( hCfg );
// Close the OS
main_exit:
platform_write("Exiting the system\n");
NC_SystemClose();
return(0);
}
//
// System Task Code [ Server Daemon Servers ]
//
static HANDLE hHello=0;
//
// NetworkOpen
//
// This function is called after the configuration has booted
//
static void NetworkOpen()
{
// Create our local server
//hHello = DaemonNew( SOCK_DGRAM, 0, 7, dtask_udp_hello,
// OS_TASKPRINORM, OS_TASKSTKNORM, 0, 1 );
hHello = DaemonNew( SOCK_STREAM, 0, 7, dtask_udp_hello,
OS_TASKPRINORM, OS_TASKSTKNORM, 0, 3 );
//因为我采用的是TCP而非UDP，所以这里改动了一下，被注释掉的代码是UDP
//DaemonNew函数每个参数的具体含义参考NDK v2.21 API Reference Guide的5.4.1
//DaemonNew是指创建一个Daemon Server，这个Server可以理解为官网编辑好的一个Server，它的具体代码我忘记在哪里了，但是我记得里面已经包含socket通信中Server所要实现的bind、listen、accept的功能，因此我们只需要编写收发数据以及自己要实现的功能的代码即可
}
//
// NetworkClose
//
// This function is called when the network is shutting down,
// or when it no longer has any IP addresses assigned to it.
//
static void NetworkClose()
{
DaemonFree( hHello );
}
//
// NetworkIPAddr
//
// This function is called whenever an IP address binding is
// added or removed from the system.
//
static void NetworkIPAddr( IPN IPAddr, uint IfIdx, uint fAdd )
{
IPN IPTmp;
if( fAdd )
printf("Network Added: ");
else
printf("Network Removed: ");
// Print a message
IPTmp = ntohl( IPAddr );
printf("If-%d:%d.%d.%d.%d\n", IfIdx,
(UINT8)(IPTmp>>24)&0xFF, (UINT8)(IPTmp>>16)&0xFF,
(UINT8)(IPTmp>>8)&0xFF, (UINT8)IPTmp&0xFF );
}
//
// Service Status Reports
//
// Here's a quick example of using service status updates
//
static char *TaskName[] = { "Telnet","HTTP","NAT","DHCPS","DHCPC","DNS" };
static char *ReportStr[] = { "","Running","Updated","Complete","Fault" };
static char *StatusStr[] = { "Disabled","Waiting","IPTerm","Failed","Enabled" };
static void ServiceReport( uint Item, uint Status, uint Report, HANDLE h )
{
printf( "Service Status: %-9s: %-9s: %-9s: %03d\n",
TaskName[Item-1], StatusStr[Status],
ReportStr[Report/256], Report&0xFF );
//
// Example of adding to the DHCP configuration space
//
// When using the DHCP client, the client has full control over access
// to the first 256 entries in the CFGTAG_SYSINFO space.
//
// Note that the DHCP client will erase all CFGTAG_SYSINFO tags except
// CFGITEM_DHCP_HOSTNAME. If the application needs to keep manual
// entries in the DHCP tag range, then the code to maintain them should
// be placed here.
//
// Here, we want to manually add a DNS server to the configuration, but
// we can only do it once DHCP has finished its programming.
//
if( Item == CFGITEM_SERVICE_DHCPCLIENT &&
Status == CIS_SRV_STATUS_ENABLED &&
(Report == (NETTOOLS_STAT_RUNNING|DHCPCODE_IPADD) ||
Report == (NETTOOLS_STAT_RUNNING|DHCPCODE_IPRENEW)) )
{
IPN IPTmp;
// Manually add the DNS server when specified
IPTmp = inet_addr(DNSServer);
if( IPTmp )
CfgAddEntry( 0, CFGTAG_SYSINFO, CFGITEM_DHCP_DOMAINNAMESERVER,
0, sizeof(IPTmp), (UINT8 *)&IPTmp, 0 );
}
}
udpHello.c的代码及注释如下：
#include
#include //我的功能所用到的库
#include //我的功能所用到的库
double t2h(double T, double fa, double i);
double t2h_Taylor(double T, double fa);
void t2h_Polynomial( double FARX, double TEX, double* CSEX, double* AKEX, double* CPEX, double* REX, double* PHI, double* HEX ); //这三个函数是我自己的功能函数，忽略即可
//
// Returns "1" if socket 's' is still open, and "0" if its been closed
//
int dtask_udp_hello( SOCKET s, UINT32 unused ) //函数名还是udp，但是里面我已经改成tcp的了；用s表示socket对象
{
struct sockaddr_in sin1;
struct timeval to;
int i0;
HANDLE hBuffer;
(void)unused;
unsigned char pBuft[8],pBuffa[8],pBufi[8],pBufh[8];
//前三个数组是用来存放从MATLAB那读取的T、fa、i的值的，最后一个数组是存放运算结果H的
//由于MATLAB端传过来的数据都是double型，也就是8个字节
//因此这里用含8个unsigned char数据的数组来存放MATLAB传回来的数值
double T,fa,i,H; //我的功能函数的输入值
// Configure our socket timeout to be 30 seconds
//设置socket等待连接的最长时间
to.tv_sec = 30;
to.tv_usec = 0;
setsockopt( s, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &to, sizeof( to ) );
setsockopt( s, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &to, sizeof( to ) );
for(;;)
{
i0 = (int)recv(s, &pBuft, 8, 0);
//把socket(即s）接收到的数据复制8个字节到pBuft数组中，i0的值是复制的字节数，显然应该为8
//因为MATLAB和DSP都是小端字序，所以socket接收到的前8个字节显然是T的值
//收发函数有很多，比如：recv、recvnc、recvfrom等等，它们的参数是不同的，在socket.h中可以看到
//具体使用哪个收发函数看个人情况
//在helloWorld.c中，DaemonNew函数的第一个参数，可以选择SOCK_STREAM、SOCK_STREAMNC或SOCK_DGRAM，我猜测三个选哪一个和这里的接收函数的选择要对应起来
//比如前面选择SOCK_STREAMNC，这里就要用recvnc;前面选择SOCK_DGRAM，也就是UDP协议，这里就要用recvfrom或者recvncfrom
//带nc的指non-copy模式，带from的需要指定socket address，因此UDP协议必须要用这种
if(i0==8){
memcpy(&T,pBuft,8);
//虽然MATLAB发送的T是double型的，但在实际传输时，是以二进制数据流传输的
//前面把接收到的数据放入了含8个unchar的数据的数组中，而我们需要的输入值T应该是double型的
//此句的作用就是数据类型的转换，把unsigned char类型的数组转为一个double型的数
i0 = (int)recv( s, &pBuffa, 8 ,0 );//将socket接收到的fa的值复制到pBuffa中
if(i0==8){
memcpy(&fa,pBuffa,8);
i0 = (int)recv( s, &pBufi, 8 ,0 );//将socket接收到的i的值复制到pBufi中
if(i0==8){
memcpy(&i,pBufi,8);
}
else break;
}
else break;
}
else break;
H=t2h(T,fa,i);
memcpy(pBufh,&H,8);//我的功能函数
send(s,&pBufh,8,0);//将pBufh的值复制到socket的发送buffer中，等待MATLAB的接收请求
}
return(1); //保持socket开启
}
在DSP代码完成后，将开发板上电并运行程序，电脑上可以先不用MATLAB，而是打开cmd，输入ping 192.168.2.100，能ping通的话就说明DSP这边的网络连接没有问题。
代码展示完后，我想总结一下我在运行DSP代码中遇到的一些问题：
- 在点击debug和load之后有一段等待时间，这时尽量不要切出CCS的页面否则在运行时容易出现错误。
- 如果在点击load之后没有点击resume，代码自己就处于runnning状态了，多次尝试都是这样，说明代码虽然编译通过但是仍有bug，自己好好再检查一下。
- unable to restore CPU specific source container（有点忘了是不是这个问题，只记得带CPU这个词）这个问题是由于当前project的CCS版本和你的CCS版本不兼容，方法是在Target Configurations窗口中找到这个project的.ccxml文件，右击然后选择Launch selected Configuration进入debug页面，找到所要运行的核，右击选择connect，成功后load即可。
- 将代码固化在板子上目前还有一些问题，前面也说了，我如果用EVM_init函数对板子初始化，就会出现无法板子连接网络的问题，可能是我的库文件还有一些问题，需要再琢磨一下，也希望有了解相关知识的朋友能够不吝赐教。
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PC与DSP开发板的连接与设置
使用网线，一端插入开发板上的网口，另一端插入电脑。这时打开控制面板，查看适配器设置，会出现下图中的图标：
右键打开这个适配器的“属性”，双击下图中的红圈里的内容，然后将之前对PC的IP地址和掩码的设定填入图中右边相应的位置：
设置好之后给开发板上电，先运行DSP中的程序，再运行MATLAB中的程序，两个的先后顺序不要搞反了，然后就可以在MATLAB中看到正确的结果。
在网上找到的做相关应用的很少，因此这个项目很是折磨了我一番，我把我的项目经历记录一下分享出来，希望大家可以一起讨论，同时也算是我自己对项目的梳理与总结。如有不当之处，请各位指正！