DSP的開發(fā)環(huán)境ppt課件

1、第四章DSP的開發(fā)環(huán)境與工具 普通估計(jì)，一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，開發(fā)的80%的努力，以及系統(tǒng)的80%的復(fù)雜程度，取決于軟件。 因此，設(shè)計(jì)人員在為實(shí)時(shí)系統(tǒng)選擇處置器時(shí)，都極為看重先進(jìn)的、易于運(yùn)用的開發(fā)環(huán)境與工具。DSP的開發(fā)環(huán)境和工具大致可以分為以下幾類：代碼生成工具系統(tǒng)集成及調(diào)試環(huán)境與工具實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C 優(yōu)化編譯器 TI 為其TMS320系列 DSP提供了系列的 C 編譯器。將規(guī)范 C 源文件編譯成為相應(yīng)片種的匯編言語(yǔ)源代碼文件，進(jìn)而匯編和銜接，產(chǎn)生可執(zhí)行的目的文件。 這些 C 編譯器符合ANSI C 規(guī)范；有運(yùn)轉(zhuǎn)支持庫(kù)；一個(gè)外殼程序shell program可以一步將 C 源代碼翻譯成為TMS320

2、的目的代碼。C 優(yōu)化編譯器主要特點(diǎn) 完全符合ANSI C規(guī)范帶有一個(gè)完好的運(yùn)轉(zhuǎn)支持庫(kù)，包括字符串操作，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器分配，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，三角、指數(shù)和雙曲線函數(shù)等?？梢詫?duì)運(yùn)轉(zhuǎn)支持函數(shù)庫(kù)和用戶定義函數(shù)庫(kù)作擴(kuò)展C 優(yōu)化編譯器主要特點(diǎn)運(yùn)用多種先進(jìn)技術(shù)來(lái)從 C 源代碼產(chǎn)生高效匯編代碼。通用優(yōu)化可用于任何 C 代碼，而對(duì)各片種的專門優(yōu)化更順應(yīng)該片種的構(gòu)造特點(diǎn)。經(jīng)過簡(jiǎn)化循環(huán)、重新安排語(yǔ)句和表達(dá)式、將變量安排入存放器等方法來(lái)改善執(zhí)行速度，減小 C 程序的大小C 優(yōu)化編譯器主要特點(diǎn)歸檔器公用程序Archiver Utility，將文件歸入單一的檔案文件或庫(kù)中，可以對(duì)庫(kù)作文件的添加、刪除、交換等?？梢詫⒛康奈募?kù)作為銜接

3、器的輸入C 優(yōu)化編譯器主要特點(diǎn)公用目的文件格式COFF，Common Object File Format運(yùn)用戶可以在銜接時(shí)定義本人系統(tǒng)的存儲(chǔ)器映射，將 C 代碼和數(shù)據(jù)銜接到特定的存儲(chǔ)區(qū)域，從而最大限制地改善其性能。COFF還為源程序一級(jí)的查錯(cuò)提供強(qiáng)有力的支持C 優(yōu)化編譯器主要特點(diǎn)包含一個(gè)外殼程序Shell Program，只用一個(gè)命令，就可以編譯、匯編、和銜接，直接從C原文件產(chǎn)生可執(zhí)行的COFF文件C 優(yōu)化編譯器主要特點(diǎn)多種列表文件：1匯編言語(yǔ)源文件，可以有選擇地包括內(nèi)部列表、C源代碼及運(yùn)用存放器的信息2預(yù)處置輸出文件3帶有行號(hào)和操作碼的匯編列表文件C 編譯器的優(yōu)化C編譯器的效率取決于所作的

4、優(yōu)化的范圍和數(shù)量。TMS320的C編譯器能作很寬范圍的多種優(yōu)化，從而改善其編譯所得代碼的效率。TMS320的C編譯器所作的優(yōu)化分為適用于一切處置器的通用優(yōu)化和針對(duì)特定片種的專門優(yōu)化通用優(yōu)化改動(dòng)表達(dá)式，字符簡(jiǎn)化，常數(shù)合并將表達(dá)式簡(jiǎn)化成為要求較少指令和較少存放器的等價(jià)方式：(a+b) - (c+d) - (a+b)-c)-d)a = (b+4) - (c+1) - a = b - c + 3通用優(yōu)化數(shù)據(jù)流優(yōu)化 運(yùn)用較少代價(jià)的表達(dá)式，檢測(cè)出并去除不用要的賦值，防止再計(jì)算曾經(jīng)計(jì)算過的值通用優(yōu)化優(yōu)化轉(zhuǎn)移/簡(jiǎn)化控制流 分析程序的轉(zhuǎn)移情況，重新安排操作順序，消去轉(zhuǎn)移或多余的條件通用優(yōu)化優(yōu)化循環(huán)相關(guān)變量，例如

5、： 為數(shù)組元素設(shè)置下標(biāo)的代碼改為指針增量的代碼； 用計(jì)數(shù)器控制的循環(huán)寫成塊循環(huán)，或運(yùn)用高效的增/減量轉(zhuǎn)移指令通用優(yōu)化在循環(huán)中總是計(jì)算同樣值的表達(dá)式，移到循環(huán)外面針對(duì)特定片種的專門優(yōu)化將地址存放器作為指針來(lái)運(yùn)用。當(dāng)數(shù)組下標(biāo)構(gòu)呵斥為循環(huán)變量時(shí)，這種優(yōu)化特別有效針對(duì)特定片種的專門優(yōu)化以省時(shí)為根底的存放器配置 根據(jù)變量的類型、運(yùn)用的情況和頻率，將存放器配置存放變量和暫時(shí)運(yùn)用的值。循環(huán)中運(yùn)用的變量的優(yōu)先級(jí)高于其他變量；不再反復(fù)運(yùn)用的變量可以配置到同一個(gè)存放器針對(duì)特定片種的專門優(yōu)化經(jīng)過運(yùn)用塊循環(huán)指令RPTB來(lái)支持零開銷循環(huán)運(yùn)用存放器來(lái)傳送函數(shù)的自變量匯編言語(yǔ)工具TMS320的匯編言語(yǔ)工具是一個(gè)軟件包，其中

6、包括：匯編器銜接器歸檔器交叉援用列表器十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換公用程序匯編器Assembler 將匯編言語(yǔ)的源程序文件匯編成為機(jī)器言語(yǔ)的目的程序文件，其格式為COFF公用目的文件格式。匯編言語(yǔ)源程序可以包括匯編言語(yǔ)指令instruction、匯編指令assembler directives和宏指令macro directives銜接器Linker 銜接器的根本義務(wù)是將目的文件銜接在一同，產(chǎn)生可執(zhí)行模塊。銜接器可以接受的輸入文件包括匯編器產(chǎn)生的COFF目的文件、命令文件、庫(kù)文件、以及已部分銜接好了的文件。它所產(chǎn)生的可執(zhí)行COFF目的模塊可以裝入各種開發(fā)工具，或由TMS320器件來(lái)執(zhí)行歸檔器Archiver

7、歸檔器允許用戶將一組文件歸入一個(gè)檔案文件庫(kù)。例如，將假設(shè)干個(gè)宏歸入一個(gè)宏庫(kù)，匯編器將搜索這個(gè)庫(kù)，并調(diào)用源文件中運(yùn)用的宏。也可以用歸檔器將一組目的文件收入一個(gè)目的文件庫(kù)，銜接器將銜接庫(kù)內(nèi)的成員，并處理外部援用交叉援用列表器Cross-Reference Lister 交叉援用列表器是一個(gè)查錯(cuò)的工具。它接受曾經(jīng)銜接好的目的文件作為輸入，產(chǎn)生一個(gè)交叉援用列表作為輸出。它列出符號(hào)、符號(hào)的定義、以及它們?cè)谠?jīng)銜接的源文件中的援用十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換公用程序Hex Conversion Utility將COFF目的文件轉(zhuǎn)換成為假設(shè)干種規(guī)范的文件格式：ASCII-十六進(jìn)制Extended TektronixInte

8、l MCS-86Motorola ExorciserTI SDSMAC系統(tǒng)集成與調(diào)試工具 TI公司為TMS320系統(tǒng)的集成與調(diào)試所提供的工具包括調(diào)試器接口C/Assembly source debugger、軟仿真器Simulator、DSP入門套件DSK，DSP Starter Kit、規(guī)范評(píng)價(jià)模塊EVM、以及擴(kuò)展開發(fā)系統(tǒng)XDSeXtended Development System等調(diào)試器接口C/Assembly source debugger為嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)提供了豐富的功能與靈敏性。該調(diào)試器是下面要討論的軟仿真器、評(píng)價(jià)模塊、在線仿真器等的規(guī)范接口。該調(diào)試器可以運(yùn)轉(zhuǎn)在PC或SPARC等平臺(tái)

9、上，對(duì)用C 或匯編言語(yǔ)寫的程序提供完全的控制。其代碼分析功能經(jīng)過快速確認(rèn)最費(fèi)時(shí)的程序段，提示應(yīng)該將開發(fā)時(shí)間集中在什么地方TMS320 debugger界面TMS320 debugger界面數(shù)據(jù)顯示窗口DEBUGGER的性能支持多操作，加強(qiáng)并行處置才干多處置器、斷點(diǎn)、單步對(duì)C代碼和匯編代碼單獨(dú)調(diào)試或同時(shí)調(diào)試靈敏配置窗口界面靈敏的命令輸入方式鼠標(biāo)、功能鍵、下拉菜單、批處置文件全屏編輯，延續(xù)更新代碼分析器CODE PROFILE分別或同時(shí)分析C代碼和匯編代碼對(duì)全局變量、模塊、函數(shù)可以在各種層次上建立代碼分析區(qū)域廣泛的統(tǒng)計(jì)功能，向用戶提供代碼中瓶頸問題的各種信息代碼的總執(zhí)行時(shí)間、調(diào)用子程序的時(shí)間等軟仿

10、真器SimulatorTMS320軟件仿真器是一個(gè)軟件程序，運(yùn)用主機(jī)的處置器和存儲(chǔ)器來(lái)仿真TMS320 DSP的微處置器和微計(jì)算機(jī)方式，從而進(jìn)展軟件開發(fā)和非實(shí)時(shí)的程序驗(yàn)證。在PC機(jī)上，典型的仿真速度為每秒幾百條指令軟仿真器的性能在主機(jī)上執(zhí)行用戶的DSP程序修正和檢查存放器顯示和修正數(shù)據(jù)及程序存儲(chǔ)器外設(shè)、cache、pipeline的時(shí)序仿真設(shè)置斷點(diǎn)跟蹤ACC、PC、AR、表達(dá)式的值單步執(zhí)行軟仿真器的性能產(chǎn)生中斷對(duì)非法操作碼和無(wú)效數(shù)據(jù)輸入等提供出錯(cuò)信息執(zhí)行批處置文件中的命令文件方式快速存儲(chǔ)和調(diào)用仿真參數(shù)反匯編周期計(jì)數(shù)并顯示DSP入門套件DSK，DSP Starter Kit為初學(xué)者設(shè)計(jì)和消費(fèi)的D

11、SK是一種用以評(píng)價(jià)DSP平臺(tái)的廉價(jià)的開發(fā)工具。在PC機(jī)的DOS或Windows下，用戶可以運(yùn)用DSK來(lái)作DSP的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)展諸如控制系統(tǒng)、語(yǔ)音處置等運(yùn)用；也可以用來(lái)編寫和運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)時(shí)源代碼，并對(duì)其作評(píng)價(jià)；還可以用來(lái)調(diào)試用戶本人的系統(tǒng)TMS320C5x DSKTMS320C5x DSK評(píng)價(jià)模塊EVM，Evaluation ModuleTMS320的評(píng)價(jià)模塊EVM是廉價(jià)的開發(fā)板，用于器件評(píng)價(jià)、規(guī)范程序檢查、以及有限的系統(tǒng)調(diào)試。EVM是一個(gè)PC插件，包括目的處置器、一個(gè)小容量的存儲(chǔ)器、和有限的外設(shè)。EVM可以用來(lái)實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)代碼，并與外部系統(tǒng)接口TMS320 EVMTMS320C62 EVMTMS320C40

12、 PPDSDESDSP EXPEREMENT SYSTEM 電子科技大學(xué)-德州儀器DSP實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)TI的DSK和EVM的特點(diǎn)和缺乏，在多年從事DSP技術(shù)研討及虛擬儀器開發(fā)的根底上，自行開發(fā)了一套TMS320C54x的實(shí)驗(yàn)與開發(fā)系統(tǒng)DES。DES PC插卡DES的圖形化中文界面信號(hào)源虛擬示波器虛擬頻譜儀包含一片100MHz的VC5402片內(nèi)含16K DARAM，兩塊AIC接口芯片AC01總共有兩路獨(dú)立的A/D和D/A通道，32K字的外部程序存貯器，16K字的外部數(shù)據(jù)存貯器以及32K字節(jié)的bootloader EPROM。預(yù)留bootloader EPROM插座、McBSP串口、HPI并口、JT

13、AG調(diào)試接口以及其他通用IO的插頭可以廣泛運(yùn)用于教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、算法研討、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。VC5402運(yùn)用板1. 兩路獨(dú)立的A/D和D/A通道；2. HPI接口引腳；3. 32KB啟動(dòng)FLASH RAM； 4. 16KW外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；5. 32KW外部程序存儲(chǔ)器； 6. 外部電源輸入7. McBSPs串口引腳； 8. TMS320VC5402-PGE100；9. JTAG引腳； 10.復(fù)位按鈕TMS320硬件仿真器Emulators擴(kuò)展開發(fā)系統(tǒng)XDS，extended development system是功能強(qiáng)大的全速仿真器，用以作系統(tǒng)級(jí)的集成與調(diào)試。掃描式仿真Scan-Based Emula

14、tor是一種獨(dú)特的、非插入式的系統(tǒng)仿真、集成、調(diào)試方法。運(yùn)用這種方法，程序可以從片內(nèi)或片外的目的存儲(chǔ)器實(shí)時(shí)執(zhí)行，在任何時(shí)鐘速度下都不會(huì)引入額外的等待形狀TMS320邊境掃描式仿真器TMS320邊境掃描式仿真器集成化的DSP開發(fā)環(huán)境CODE COMPOSER STUDIO為TI的C2000, C5000和C6000而設(shè)計(jì)將編輯、調(diào)試、工程管理、分析和探測(cè)集成在一個(gè)環(huán)境里代碼生成器C編譯器、匯編器與銜接器指令集仿真器實(shí)時(shí)的根底軟件DSP/BIOS 主機(jī)和目的機(jī)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換RTDX實(shí)時(shí)分析和數(shù)據(jù)可視化目前可用于WIN95/98/NT/UNIX基于WIN的圖形化界面集成式開發(fā)環(huán)境的構(gòu)造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交

15、換RTDX從探測(cè)點(diǎn)注入和提取信號(hào)多目的調(diào)試eXpressDSP實(shí)時(shí)軟件技術(shù)eXpressDSP實(shí)時(shí)軟件技術(shù)使DSP產(chǎn)品的開發(fā)過程得以簡(jiǎn)化和一致為OEM廠商提供可反復(fù)運(yùn)用的軟件組成部分大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間，可以到達(dá)50%以上eXpressDSP實(shí)時(shí)軟件技術(shù)Code Composer StudioCode Composer Studio開放的、具有強(qiáng)大集成才干的開發(fā)環(huán)境由先進(jìn)開發(fā)工具組成的直觀的系統(tǒng)，可以大大縮短DSP的編程時(shí)間高級(jí)的編碼工具，可提供第三方工具接入的開放式構(gòu)造開發(fā)人員可以采用特定的工具自定義環(huán)境，滿足特殊的設(shè)計(jì)需求一個(gè)廣泛的、可以晉級(jí)的軟件根底提供DSP運(yùn)用所必需的根本的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間系統(tǒng)效力和集成化支持DSP算法接口規(guī)范DSP算法接口規(guī)范以公用性為根底的通用軟件它是一套編碼協(xié)定和運(yùn)用編程接口API該算法可以由發(fā)明者編寫，然后被其他系統(tǒng)集