TigeiShark系列DSP的混合編程問(wèn)題研究.docVIP

TigeiShark系列DSP的混合編程問(wèn)題研究 杜天有 （中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所，陜西西安710068） 【摘要】介紹了在TS201上進(jìn)行軟件開發(fā)的幾種方法,從工程實(shí)現(xiàn)的角度比較各自的優(yōu)缺點(diǎn),指出C/C+語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程技術(shù)的優(yōu)越性。之后詳細(xì)闡述ts編譯器的C/C+運(yùn)行時(shí)模型對(duì)TigerShark系列DSP芯片的C/C+混合編程所規(guī)定的調(diào)用規(guī)則和接口規(guī)范,并給出程序設(shè)計(jì)實(shí)例。對(duì)工程實(shí)踐有很大的參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞dsp；混合編程 1C/C+語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程特點(diǎn) TS201的軟件開發(fā)平臺(tái)VisualDSP+允許用戶從匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言的任意一種進(jìn)行編程或者兩種結(jié)合使用。C語(yǔ)言程序和匯編程序各具特點(diǎn)，根據(jù)不同的場(chǎng)合選擇不同的編程語(yǔ)言。C語(yǔ)言程序除了具備可移植性好、兼容性好、軟件資源豐富等優(yōu)點(diǎn)外，對(duì)于這種DSP處理器的開發(fā)而言，采用C語(yǔ)言編寫還能免去熟悉DSP指令體系、硬件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等工作，簡(jiǎn)單方便。但是，雖然匯編語(yǔ)言寫程序代碼長(zhǎng)，程序檢查也很困難，匯編語(yǔ)言的算法執(zhí)行效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于C語(yǔ)言。在程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，可根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算量、時(shí)間資源等選擇適合的編程語(yǔ)言，同時(shí)也可以選擇兩種編程語(yǔ)言結(jié)合使用。在實(shí)際的工程中，常常采用的都是兩種結(jié)合使用的方式，程序的框架和控制部分采用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)，算法和數(shù)據(jù)傳輸部分采用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)，這樣程序就可讀性好，同時(shí)執(zhí)行效率高。 2混合編程參數(shù)傳遞規(guī)則 如果在C語(yǔ)言中調(diào)用匯編子程序，則這些匯編子程序必須遵守DSP運(yùn)行規(guī)則，這些運(yùn)行規(guī)則稱為C語(yǔ)言實(shí)時(shí)運(yùn)行模式。 2.1堆棧管理 實(shí)時(shí)運(yùn)行堆棧就是內(nèi)部存儲(chǔ)器中的一個(gè)緩沖區(qū),通過(guò)堆棧指針(j/k27寄存器)和幀指針(j/k26寄存器)進(jìn)行堆棧的維護(hù)。堆棧主要用于保存局部變量,在函數(shù)中可能被修改的專用和保留寄存器的值,函數(shù)的輸入輸出參數(shù)以及鏈接信息。 ts編譯器目前使用兩個(gè)堆棧。這兩個(gè)堆棧位于不同的存儲(chǔ)器塊中,分別通過(guò)iALU寄存器J和K尋址。堆棧指針從存儲(chǔ)器的高地址向低地址增長(zhǎng),且堆棧行4字為1組,幀指針指向當(dāng)前堆棧幀的起始地址,而堆棧指針則指向下一個(gè)可用的存儲(chǔ)器地址單元。 幀指針總是在實(shí)際幀基地址的基礎(chǔ)上的,偏移量-0x40以便為局部變量提供較大的尋址范圍,J幀指針可以保存到k24中。當(dāng)在JALU中進(jìn)行其他地址計(jì)算時(shí),允許JFP相對(duì)尋址引用可以提高程序的執(zhí)行效率。如果程序不使用k堆棧,就可以省去所有的操作,包括與k堆棧相關(guān)的鏈接信息等。在調(diào)用者的幀中,至少要為4個(gè)“參數(shù)字”分配空間,這樣對(duì)于輸入?yún)?shù)較少的葉子函數(shù)避免創(chuàng)建堆棧。 2.2參數(shù)傳遞規(guī)則 ）指針和整數(shù)類型通過(guò)j寄存器傳遞。 ）浮點(diǎn)數(shù)和雙字變量通過(guò)XR寄存器來(lái)傳遞。 ）如果輸入?yún)?shù)超過(guò)2個(gè)字，則調(diào)用者通過(guò)為變量分配存儲(chǔ)空間，并將地址以通過(guò)j寄存器傳遞到被調(diào)函數(shù)中。前4個(gè)參數(shù)字一般通過(guò)寄存器來(lái)傳遞，這樣就可以提高程序執(zhí)行的效率，也大大方便了程序的編寫。 ）如果函數(shù)原型有參數(shù)(“”),則緊跟著省略號(hào)之前的那個(gè)參數(shù)和省略號(hào)后的參數(shù)都將通過(guò)存儲(chǔ)器傳遞。 2.3返回值規(guī)則 返回值總是通過(guò)寄存器j8和X8、X9來(lái)傳遞。返回值的類型決定使用j寄存器還是使用寄存器X，指針和整數(shù)通過(guò)j寄存器來(lái)傳遞，浮點(diǎn)和雙字結(jié)果通過(guò)兩個(gè)X寄存器來(lái)傳遞。如果返回值大于2個(gè)字，則調(diào)用者必須為被調(diào)用者的返回值分配空間，并將此空間的地址以隱含參數(shù)的方式傳遞到被調(diào)函數(shù)中。 3實(shí)例分析 子函數(shù)：Rx_pute(plusenumber,X,Rx) 該子函數(shù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算矩陣的協(xié)方差矩陣的功能。由于輸入和輸出矩陣的大小都超過(guò)了兩個(gè)字，所以可以采取分配存儲(chǔ)空間，通過(guò)地址來(lái)進(jìn)行參數(shù)傳遞。 輸入?yún)?shù)：plusenumber矩陣的大小 X輸入矩陣的地址 輸出參數(shù)：Rx輸出矩陣的地址 則按照上面的順序，子函數(shù)中三個(gè)參數(shù)分別在j4、j5、j6中存儲(chǔ)。 4結(jié)束語(yǔ) 本文介紹了基于TS201平臺(tái)的C/C+語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程方法。由示例程序的比較結(jié)果可以看出,這種方法既可以極大提高程序的執(zhí)行效率，也可以方便用戶編程。 參考文獻(xiàn) VisualDSP+4.0C/C+CompilerandLibraryManualforTigerSHARCProcessorsZ.xx. 劉樹明,蘇濤,羅輝軍.Tige