用C語言開發(fā)DSP嵌入式系統(tǒng)

1、用C語言開發(fā)DSP嵌入式系統(tǒng)摘要：目前很多嵌入式系統(tǒng)以為核心構(gòu)建，但是，采用匯編語言開發(fā)系統(tǒng)存在開發(fā)難度大、開發(fā)周期長、維護(hù)性差等缺點(diǎn)，應(yīng)用語言開發(fā)系統(tǒng)是廣大嵌入式開發(fā)者的迫切要求。有關(guān)單片機(jī)的語言開發(fā)有相當(dāng)多的資料可以參考，而系統(tǒng)的語言開發(fā)卻很少見。本文以公司的器件系列為例，講述怎樣用語言開發(fā)一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng)。大家在開發(fā)嵌入式產(chǎn)品時(shí)首先會想到用控制器的匯編語言編寫監(jiān)控程序，主要原因是：一、匯編語言生成的程序?qū)?yīng)的二進(jìn)制代碼少，程序執(zhí)行要比高級語言生成的程序快。二、控制器剛問世時(shí)，沒有相應(yīng)的高級語言可供使用。三、存儲器的價(jià)格問題和尋址空間的限制。以上所述問題目前都基本上解決了，在這就不闡述

2、了。實(shí)際情況是：在單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)者開始使用語言進(jìn)行開發(fā)了。大家發(fā)現(xiàn)用高級語言開發(fā)嵌入式產(chǎn)品是如此輕松，并且語言程序編譯后的二進(jìn)制代碼也非常短小精練。目前使用最多的數(shù)字信號處理器（）是美國公司的家族，而工業(yè)控制上用的最多的又是系列，公司為每一個(gè)芯片提供了匯編語言和語言供開發(fā)者選用，本人一直使用語言進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，而目前很少見到這方面的介紹，所以特撰此文以為例，向各位同行推薦用語言開發(fā)嵌入式系統(tǒng)。、的語言的特殊性大家在使用系列語言時(shí)已經(jīng)注意到，控制器的語言和機(jī)上使用的有一個(gè)顯著的特點(diǎn)：經(jīng)常要對硬件操作，程序中有大量針對控制器內(nèi)部資源進(jìn)行操作的語句。所以，開發(fā)者要明白怎樣用語言來操縱控制器的內(nèi)

3、部資源，既怎樣用語句操作寄存器和內(nèi)部存儲器等。舉個(gè)例子，在匯編中我們寫，匯編程序能夠識別是指累加器，而在程序中我們寫；，編譯器能夠識別是指累加器而不是一般的變量。即每一個(gè)寄存器都有一個(gè)專有名字供開發(fā)者使用，它們定義在一個(gè)頭文件中，程序員只需在程序的開始部分用“”語句將該文件包含進(jìn)來即可。注意：這些寄存器的名字不能用做變量名。同樣，在的語言中也有一個(gè)頭文件定義各個(gè)寄存器的名稱，這里摘錄幾條語句進(jìn)行介紹。比如：（）（）、就對應(yīng)兩個(gè)寄存器，實(shí)際是寄存器的地址，用高級語言的說法是指針。我們也在程序的開始部分用“”語句將該文件包含進(jìn)來。這樣，在的語言中使用它們只需在前面加一個(gè)星號（），例如，；將進(jìn)制數(shù)賦

4、給寄存器；將進(jìn)制數(shù)賦給寄存器開發(fā)者最好將這個(gè)文件打印出來，弄清楚各個(gè)寄存器的定義名稱。至于不涉及硬件的語法和語法一樣，需要注意的是，有些標(biāo)準(zhǔn)中的函數(shù)在的編譯器中不提供，讀者可以參考編譯器的語言手冊。搞清楚了這些特殊性，由匯編語言轉(zhuǎn)到語言開發(fā)是很容易的事，當(dāng)然，沒有匯編語言編程基礎(chǔ)的人同樣可以用語言開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)。有關(guān)嵌入式系統(tǒng)的語言編程可參考單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用年到期上馬忠梅的“嵌入式編程技術(shù)”，本文不做討論。下面只針對以芯片為處理器的嵌入式語言編程進(jìn)行闡述，希望能夠指導(dǎo)讀者進(jìn)行具體操作。、芯片的語言開發(fā)過程簡單地說，整個(gè)過程包括以下五個(gè)步驟：編輯語言源程序編譯源程序（注意編譯參數(shù)）鏈接目標(biāo)文

5、件（注意用文件）在線仿真固化程序下面分別進(jìn)行闡述。一源程序的編輯可以用任何一個(gè)編輯器書寫源程序，如、等，最后以為后綴存盤。源代碼可以寫在一個(gè)文件中，也可寫在多個(gè)文件中，有些預(yù)定義變量和函數(shù)原型聲明可以集中放在一個(gè)頭文件中。注意事項(xiàng)：不要忘記在程序的前面用“”將寄存器定義文件包括進(jìn)來。二源程序的編譯源程序編輯好后可以用編譯程序進(jìn)行編譯，生成文件。使用格式：源文件名參數(shù)例如：常用參數(shù)的意義：表示編譯器選擇處理器系列：保留編譯生成的匯編文件（文件）：進(jìn)行正常優(yōu)化其他參數(shù)請參考編譯器的手冊。如果有多個(gè)源文件，分別編譯。每一個(gè)源文件經(jīng)編譯后產(chǎn)生一個(gè)文件和文件。三目標(biāo)文件的鏈接（一）公司的文件格式公司新的

6、匯編器和編譯器創(chuàng)建的目標(biāo)文件采用的目標(biāo)文件格式（）采用格式有利于模塊化編程，為管理代碼段和目標(biāo)系統(tǒng)存儲器提供更加強(qiáng)有力和靈活的方法?；诟袷骄帉憛R編程序或語言程序時(shí)，不必為程序代碼和變量指定目標(biāo)地址，為程序編寫和程序移植提供了極大的方便。格式的基本思想是：鼓勵(lì)程序員在用匯編語言或語言編程時(shí)運(yùn)用代碼塊和數(shù)據(jù)塊的概念。這種塊稱為，是目標(biāo)文件中的最小單位。所有的塊分為兩大類：已初始化塊和未初始化塊，已初始化塊包含程序代碼和數(shù)據(jù)，未初始化塊是為未初始化的數(shù)據(jù)在存儲器中的保留塊。編譯器對程序編譯后產(chǎn)生已初始化塊和未初始化塊，已初始化塊如塊、塊、塊；未初始化塊如塊。舉個(gè)例子，當(dāng)程序員用語句；定義一個(gè)數(shù)組時(shí)

7、不需要指定這個(gè)數(shù)組元素的具體位置，編譯器會在數(shù)據(jù)區(qū)預(yù)留所需空間，到鏈接時(shí)鏈接器會具體定位。（二）鏈接器對塊的處理鏈接器對塊的處理有兩個(gè)功能：其一，將目標(biāo)文件中的塊用來建立程序塊和數(shù)據(jù)塊，并將這些塊組合成可以被芯片執(zhí)行的輸出模塊；其二，鏈接器為輸出塊指定存儲位置。鏈接器提供兩個(gè)命令實(shí)現(xiàn)上述功能：和。命令定義目標(biāo)系統(tǒng)的存儲器，程序員可以定義每一塊存儲器并指定起始地址和長度；命令用來定義輸入塊的組合和輸出塊在存儲器中的存放位置。若不用和命令，鏈接器采用缺省的分配算法；推薦使用這兩個(gè)命令，但要注意這兩個(gè)命令在文件（鏈接器命令文件）中使用。下面分析一個(gè)芯片的典型文件。（假設(shè)文件名）、文件的構(gòu)成及其詳細(xì)解

8、釋的中斷矢量表，參見后面的說明源程序編譯后對應(yīng)的目標(biāo)文件若程序有多個(gè)目標(biāo)文件，一塊寫在這里設(shè)定系統(tǒng)堆棧初始化輸出的文件名輸出映像文件名鏈入庫命令規(guī)定系統(tǒng)的存儲器配置：，：，：，：，內(nèi)部：，內(nèi)部：，內(nèi)部：，外部擴(kuò)展命令規(guī)定了程序中塊的具體分配方法：規(guī)定矢量表的存放位置：初始化表的存放位置：系統(tǒng)程序的存放位置未初始化數(shù)據(jù)的存放位置已初始化數(shù)據(jù)的存放位置、鏈接時(shí)所需的中斷矢量表文件的目標(biāo)文件在鏈接時(shí)要用到中斷矢量表，中斷矢量表用匯編語言編寫，和具體的芯片有關(guān)，假設(shè)的中斷矢量表對應(yīng)的匯編程序?yàn)?，匯編后的文件名為。下面是一個(gè)典型的矢量表文件（假設(shè)程序名為）。定義中斷函數(shù)的名字中斷對應(yīng)的函數(shù)名中斷對應(yīng)的函

9、數(shù)名，以下語句的意義相同可以將中斷函數(shù)名看作中斷入口地址矢量表的存放不需程序員干預(yù)“”用命令自定義一個(gè)塊，用于存放中斷矢量表中斷發(fā)生后，程序的跳轉(zhuǎn)目的地址中斷發(fā)生后，則跳到（）函數(shù)處意義同上，下同用匯編器匯編該程序，命令形式：生成文件供鏈接器使用。這樣，我們就可以按如下形式在源程序中編寫中斷函數(shù)：（）為中之一中斷程序的語句系列；注意事項(xiàng)：（）是系統(tǒng)入口函數(shù)，用戶不能編寫。經(jīng)過上面對命令文件（文件）和中斷矢量表的介紹，接下來可以鏈接命令文件來生成所需要的文件供芯片執(zhí)行或進(jìn)行軟仿真。命令形式：文件名例如：另一種情況是，不使用文件，使用缺省配置，簡單介紹如下：命令形式：文件名參數(shù)例如以上三步可以用下

10、圖描述：四程序的仿真仿真器復(fù)位命令載入格式的二進(jìn)制代碼仿真運(yùn)行，有關(guān)調(diào)試器的使用限于篇幅在此就不做討論了。五程序的固化程序仿真運(yùn)行正確后，需要固化到中，內(nèi)部有字的可以用來固化程序，而不需要外擴(kuò)（程序不大于字的情況下）。公司提供有固化程序的軟件，可以通過仿真器經(jīng)口將程序?qū)懭胄酒瑑?nèi)。目前發(fā)展了一種新的固化技術(shù)，可以通過串口寫入芯片，特別適合于現(xiàn)場調(diào)試。下面介紹通過口的固化方法。首先用命令復(fù)位調(diào)試器，然后執(zhí)行下面三個(gè)批處理文件。第一步，執(zhí)行批處理文件，將清除（），使全為。第二步，執(zhí)行批處理文件，將擦除（），使全為。以上兩步不需要修改軟件包中自帶的這兩個(gè)文件。第三步，執(zhí)行批處理文件，將自己的文件寫入到內(nèi)部的中。執(zhí)行這一步之前，要先修改，將待寫入的文件替換成自己的文件，下面看一下這個(gè)批處理文件。假設(shè)軟件包的安裝目錄為：，該目錄下有一個(gè)子目錄。要寫入的文件如果要將。寫入到的中，則執(zhí)行下面的命令：經(jīng)過以上步驟既完成了程序固化，可以將系統(tǒng)放到現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)了。注意：固化程序時(shí)，的一定要工作在的頻率下。在子目錄下有