DSP控制器及其應(yīng)用集成開發(fā)環(huán)境

會(huì)計(jì)學(xué)1DSP控制器及其應(yīng)用集成開發(fā)環(huán)境2009年8月28日No.2/45CCS

技術(shù)概述CodeComposerStudioTM硬件配置工程管理IDE

編輯環(huán)境實(shí)時(shí)組件編譯的高效率高效的

VLIW

組件IDE

調(diào)試環(huán)境數(shù)據(jù)信號(hào)的輸入輸出手工測(cè)試/自動(dòng)測(cè)試CCS的交互性數(shù)據(jù)的虛擬能及時(shí)發(fā)現(xiàn)程序中的問題實(shí)時(shí)分析第三方的插件

CCS

是TI

公司為其TMS320系列DSP

提供的一個(gè)高度集成的軟件開發(fā)和調(diào)試環(huán)境。DSP

工程項(xiàng)目管理、源代碼的編輯、目標(biāo)代碼的生成、調(diào)試和分析都打包在一個(gè)環(huán)境中，使其可以基本涵蓋軟件開發(fā)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。第1頁/共44頁2009年8月28日No.3/45CCS軟件的重要性做一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)和一個(gè)

DSP系統(tǒng)時(shí)，兩者的比較單片機(jī)系統(tǒng):67%軟件開發(fā)工具56%I/O功能55%成本32%熟悉程序31%速度DSP系統(tǒng)：78%性能65%開發(fā)工具61%軟件支持52%成本第2頁/共44頁2009年8月28日No.4/45CCS

的發(fā)展工具集成可重用性產(chǎn)品周期縮短、開發(fā)成本上漲研發(fā)測(cè)試系統(tǒng)的成本%硬件、軟件成本比較HWSWt極大的提高產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間、提高了產(chǎn)品的質(zhì)量第3頁/共44頁2009年8月28日No.5/45IDE

開發(fā)環(huán)境主機(jī)（PC機(jī)）TMS320DSP資源配置編譯軟仿真調(diào)試實(shí)時(shí)分析JTAGRTDXTM?DSP/BIOS?目標(biāo)服務(wù)應(yīng)用由于能及時(shí)開發(fā)出新的應(yīng)用軟件，所以相同的硬件能實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用第三方組件CodeComposerStudio第4頁/共44頁2009年8月28日No.6/45DSP

開發(fā)周期接到工程后參數(shù)分析設(shè)計(jì)算法編寫代碼分析調(diào)試系統(tǒng)分析硬件設(shè)計(jì)畫軟件框圖軟件工具是及時(shí)向市場(chǎng)推出產(chǎn)品的關(guān)鍵所在！第5頁/共44頁2009年8月28日No.7/45CCS

-CodeComposerStudio集成的開發(fā)環(huán)境IntegratedDevelopmentEnvironment(IDE)集成了開發(fā)過程中的每個(gè)步驟DSP/BIOS

能進(jìn)行實(shí)時(shí)分析在不停止處理器運(yùn)行的情況下觀察數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題數(shù)據(jù)的可視性用圖象來觀察DSP數(shù)據(jù)能直觀地分析第三方的支持能根據(jù)開發(fā)需要增加第三方的模塊第6頁/共44頁2009年8月28日No.8/45硬件配置CCS

的設(shè)置支持多CPU

Save/load

多個(gè)配置文件設(shè)置方便CodeComposerStudioDetailedTechnicalFeaturePresentation第7頁/共44頁2009年8月28日No.9/45可視化的工程管理文件管理方便Drag&dropFastaccessEasyfilemanipulationEasilyviewsource,include,libraryfilesetc.第8頁/共44頁2009年8月28日No.10/45IDE

編譯環(huán)境

C

語言和匯編可混編可高亮顯示程序語句可設(shè)置斷點(diǎn)有查找、替代功能在線HELP功能快捷鍵功能書簽功能

EDIT功能第9頁/共44頁2009年8月28日No.11/45實(shí)時(shí)功能的配置最高的存儲(chǔ)器利用率自動(dòng)增加:實(shí)時(shí)功能中斷向量的定義存貯器的映射定義線程增加組件編譯過程中能智能檢測(cè)到程序錯(cuò)誤第10頁/共44頁2009年8月28日No.12/45編譯效率集成代碼產(chǎn)生工具TI高效的代碼編譯技術(shù)圖形化的選項(xiàng)功能用C語言編定程序從而能節(jié)約開發(fā)者大量時(shí)間第11頁/共44頁2009年8月28日No.13/45高效的

VLIW

生成工具70-80%95-100%100%效率比較低中等高工具線性匯編C匯編匯編優(yōu)化器C編譯優(yōu)化器手工優(yōu)化第12頁/共44頁2009年8月28日No.14/45CCS

的

IDE

調(diào)試功能先進(jìn)的斷點(diǎn)設(shè)置功能基于C

的條件斷點(diǎn)設(shè)置C

和匯編混合調(diào)試具有

watchwindow

可觀察變量多DSP調(diào)試全局?jǐn)帱c(diǎn)設(shè)置可同時(shí)控制

32個(gè)以上的組對(duì)于相同的DSP

可同時(shí)調(diào)試多個(gè)板卡第13頁/共44頁2009年8月28日No.15/45數(shù)字信號(hào)的輸入和輸出探針功能數(shù)字信號(hào)可直接存入文件中，便于I/O第14頁/共44頁2009年8月28日No.16/45手工和自動(dòng)測(cè)試功能基于C

描述語言易于掌握和學(xué)習(xí)易于控制

DSP

應(yīng)用程序支持多個(gè)功能模塊快速定做GUI增加菜單項(xiàng)創(chuàng)建對(duì)話框自動(dòng)測(cè)試功能自動(dòng)重復(fù)功能第15頁/共44頁2009年8月28日No.17/45交互功能使用探針性能測(cè)試代碼分析代碼優(yōu)化在調(diào)試其它代碼時(shí)能獲取另外一些代碼的探針信息第16頁/共44頁2009年8月28日No.18/45虛擬的數(shù)據(jù)環(huán)境用常用的格式觀察數(shù)據(jù)通過改變一些變量來觀察效果多種圖象觀察方式Time/frequencyFFTEyediagramConstellationplotImagedisplays&more無需改變代碼GraphicalSignalAnalysis第17頁/共44頁2009年8月28日No.19/45及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正問題代碼產(chǎn)生代碼調(diào)試工具設(shè)計(jì)實(shí)施測(cè)試/聯(lián)調(diào)計(jì)劃實(shí)際情況實(shí)時(shí)分析“實(shí)時(shí)性分析”$10k-$20k/wkKey!第18頁/共44頁2009年8月28日No.20/45實(shí)時(shí)分析（1）

Real-timeDataExchange

（RTDX）主機(jī)與從機(jī)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換在‘C2000系統(tǒng)上的20KByte

persecond

帶寬

DSP/BIOSPrioritybased,preemptivereal-timeschedulerFullyinstrumentedandusercontrollable少量過熱~1KWord

&~1MIPS多線程最小的中斷延時(shí)免版稅第19頁/共44頁2009年8月28日No.21/45實(shí)時(shí)分析（2）Gaininsightintothenatureofyourapplication分析多線程應(yīng)用程序跟蹤、記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的相關(guān)信息用管道技術(shù)管理數(shù)據(jù)僅用30cycles

就能顯示數(shù)據(jù)第20頁/共44頁2009年8月28日No.22/45第三方的嵌入模塊影響DSP

的最大的第三方網(wǎng)絡(luò)能擴(kuò)展和配置IDE環(huán)境為創(chuàng)建新的DSP解決方案而使用相應(yīng)的第三方模塊第三方模塊包含:方框圖和原始代碼生成器信號(hào)分析工具通過擴(kuò)展的應(yīng)用程序產(chǎn)生相關(guān)的控制快速保護(hù)功能濾波器應(yīng)用程序的配置自動(dòng)的S/W

測(cè)試工具軟件配置工具第21頁/共44頁2009年8月28日No.23/45CCS

的優(yōu)點(diǎn)小結(jié)DSP

有很多可使用的集成開發(fā)工具:功能強(qiáng)大的實(shí)時(shí)分析功能直觀的數(shù)據(jù)圖形顯示功能能擴(kuò)展系統(tǒng)的第三方支持模塊

能極大地減少開發(fā)人員的研發(fā)時(shí)間使有限的資源得到最高效的利用CCSmakesDSPeasy!第22頁/共44頁2009年8月28日No.24/45第五章

DSP

的集成開發(fā)環(huán)境

本章小結(jié)§5-1DSP集成開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介§5-2集成開發(fā)環(huán)境使用方法§5-4頭文件及命令文件§5-3DSP軟件的文件結(jié)構(gòu)使用方法第23頁/共44頁2009年8月28日No.25/45CCS

的主要工具及功能C編譯器、匯編優(yōu)化器和連接器（代碼生成工具）；指令集仿真器（Simulator）；實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)軟件（DSP/BIOS）；主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換（RTDX）；實(shí)時(shí)分析和數(shù)據(jù)可視化。

利用CCS，用戶可以方便地建立一個(gè)DSP

的工程項(xiàng)目，并對(duì)相應(yīng)的源文件進(jìn)行管理或編輯修改。所有源文件的編譯、匯編和連接只需要一個(gè)按鈕就可以一次完成，用戶不必再通過輸入冗長(zhǎng)的命令行來完成這些操作。第24頁/共44頁2009年8月28日No.26/45創(chuàng)建和測(cè)試一個(gè)工程項(xiàng)目（1）創(chuàng)建一個(gè)新工程

從桌面上的快捷鍵或在開始菜單中運(yùn)行CCS。第25頁/共44頁2009年8月28日No.27/45創(chuàng)建和測(cè)試一個(gè)工程項(xiàng)目（2）

在菜單條的Project中選擇New

項(xiàng)。打開如右窗口。

在Project欄中填入想要的項(xiàng)目名，如圖中的“Volume1”所示。創(chuàng)建一個(gè)新工程第26頁/共44頁2009年8月28日No.28/45創(chuàng)建和測(cè)試一個(gè)工程項(xiàng)目（3）

點(diǎn)擊“完成”，這樣CCS

就新建立了一個(gè)名為“Volume1.pjt”的工程文件。創(chuàng)建一個(gè)新工程第27頁/共44頁2009年8月28日No.29/45創(chuàng)建和測(cè)試一個(gè)工程項(xiàng)目（4）添加文件執(zhí)行菜單命令“Project->AddFilestoProject”，分別將c:\ti\c2000\cgtools\lib中的rtc2400.lib和c:\ti\tutorial\sim24xx\Volume1中的load.asm、vectors.asm、volume.c及volume.cmd文件添入，如圖。第28頁/共44頁2009年8月28日No.30/45創(chuàng)建和測(cè)試一個(gè)工程項(xiàng)目（5）添加文件在工程瀏覽窗中右擊volume1.pjt，然后選擇ScanAllDependencies，這樣volume.h文件將會(huì)出現(xiàn)工程瀏覽窗中的include文件夾，如圖。第29頁/共44頁2009年8月28日No.31/45創(chuàng)建和測(cè)試一個(gè)工程項(xiàng)目（6）觀察和編輯源代碼雙擊volume.c，即可在CCS編輯窗看到源代碼，并對(duì)其進(jìn)行編輯，如圖所示。第30頁/共44頁2009年8月28日No.32/45創(chuàng)建和測(cè)試一個(gè)工程項(xiàng)目（7）編譯程序選擇Project--RebuildAll或者單擊工具條上的圖標(biāo)(RebuildAll)，CCS將重新對(duì)工程中所有文件進(jìn)行編譯，匯編和連接，并同時(shí)在底部窗口中顯示編譯連接信息，如圖所示。第31頁/共44頁2009年8月28日No.33/45創(chuàng)建和測(cè)試一個(gè)工程項(xiàng)目（8）裝載程序選擇

File--Load

Program。選擇你剛剛建造的文件

volume1.out,并打開。

CCS會(huì)將它裝載到目標(biāo)DSP中，裝載完畢之后會(huì)自動(dòng)彈出Disassembly窗口（另外注意到CCS還會(huì)在底部窗口彈出stdout欄，用于顯示程序在運(yùn)行時(shí)的輸出信息)。

第32頁/共44頁2009年8月28日No.34/45

在主菜單中單擊Debug－Run，或者在工具條圖形上點(diǎn)擊Run鍵，即可開始運(yùn)行程序，如圖所示。創(chuàng)建和測(cè)試一個(gè)工程項(xiàng)目（9）運(yùn)行程序第33頁/共44頁2009年8月28日No.35/45本章小結(jié)§5-1DSP集成開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介§5-2集成開發(fā)環(huán)境使用方法§5-4頭文件及命令文件§5-3DSP軟件的文件結(jié)構(gòu)第五章

DSP

的集成開發(fā)環(huán)境

文件結(jié)構(gòu)第34頁/共44頁2009年8月28日No.36/45常用匯編偽指令C2000

系列DSP

提供了極其豐富的匯編偽指令，以下就幾個(gè)常用的偽指令進(jìn)行介紹：.include——編譯時(shí)使得編譯系統(tǒng)將其它文件包含在內(nèi)；

.ref——識(shí)別在本程序模塊中使用的而在其它文件中定義的符號(hào)；

.set——將常量賦予給符號(hào)，即定義常量；

.sect——定義一個(gè)初始化的命名段，且將后續(xù)代碼與該段相聯(lián)系；

.usect——在沒初始化命名段內(nèi)保留空間；

.def——定義當(dāng)前程序模塊中定義的、在其它程序模塊中可使用的符號(hào)；

.bss——定義未初始化的變量，即聲明變量；

.data——定義初始化的數(shù)據(jù)命名段；

.word——將16位數(shù)值存儲(chǔ)在當(dāng)前段內(nèi)的連續(xù)字中；

.text——定義段內(nèi)代碼部分，一般用于包含程序主代碼；

MEMORY——程序和數(shù)據(jù)空間的分配命令；

SECTIONS——指定的程序段和數(shù)據(jù)單元的分配；第35頁/共44頁2009年8月28日No.37/45基本文件類型一個(gè)完整的匯編應(yīng)用程序由三個(gè)不同格式的文件所組成：

頭文件匯編語言文件命令文件頭文件用來定義系統(tǒng)用到的一些寄存器的映射地址，以及用戶自行定義的一些變量和寄存器，該文件的擴(kuò)展名為.h匯編語言文件是完成用戶功能的應(yīng)用程序，是系統(tǒng)軟件的主體部分，其擴(kuò)展名為.asm命令文件又稱系統(tǒng)配置文件，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的分配，即用戶程序和數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中的具體位置，該文件擴(kuò)展名為.cmd第36頁/共44頁2009年8月28日No.38/45匯編語言文件

匯編語言文件在程序編譯以后存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)單元。在匯編語言文件的開頭要將所定義的相關(guān)的頭文件包含進(jìn)來（用.include偽指令）。下面以一個(gè)名為hhj.asm文件為例說明匯編語言文件的基本結(jié)構(gòu)：.includeTMS320.H.def_c_int0.set“vectors”;定義主向量區(qū)

RSVECTB_c_int0;復(fù)位向量

INT1BPHANTOM;中斷優(yōu)先級(jí)1INT2BGISR2....set“.pvecs”;定義偏移向量區(qū)

PVECTORSBPHANTOM…BT1PINTISR;T1PINT中斷偏移向量

….text;主程序

_c_int0:SECTINTMCLRCSXM…GISR2:

保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)中斷處理恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)

RET;中斷返回

…END;程序結(jié)束第37頁/共44頁2009年8月28日No.39/45第五章

DSP

的集成開發(fā)環(huán)境

本章小結(jié)§5-1DSP集成開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介§5-2集成開發(fā)環(huán)境使用方法§5-4頭文件及命令文件§5-3DSP軟件的文件結(jié)構(gòu)命令文件第38頁/共44頁2009年8月28日No.40/45頭文件

頭文件只在程序編譯的過程中使用，不占用程序存儲(chǔ)單元；另外，系統(tǒng)中沒有用到的寄存器，不必在頭文件中進(jìn)行定義。

以下用一個(gè)簡(jiǎn)單頭文件TMS320.H

為例來說明。

.H文件的基本結(jié)構(gòu)：IMR.set0004h;中斷屏蔽寄存器IFR.set0006h;中斷標(biāo)志寄存器PIVR.set701Eh;系統(tǒng)模塊向量寄存器地址MCRA.set7090h;I/O控制寄存器AMCRB.set7092h;I/O控制寄存器B………第39頁/共44頁2009年8月28日No.41/45系統(tǒng)配置文件

系統(tǒng)配置文件（命令文件）是定義用戶的匯編程序存放在程序存儲(chǔ)器中的位置，定義用戶程序中自定義的變量在所使用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的確定位置。在該文件中使用兩個(gè)偽指令：MEMORY和

SECTIONS。MEMORY指令對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)中可以被使用、將要被使用的程序或數(shù)據(jù)區(qū)間進(jìn)行定義，包括定義其名稱、屬性、起始地址和地址長(zhǎng)度。其具體格式如右：MEMORY{PAGE0:

名稱Mc1[屬性]:起始地址，字節(jié)長(zhǎng)度名稱Mc2[屬性]:起始地址，字節(jié)長(zhǎng)度

……………..

名稱Mcn[屬性]:起始地址，字節(jié)長(zhǎng)度

PAGE1:

名稱Md1[屬性]:起始地址，字節(jié)長(zhǎng)度名稱Md2[屬性]:起始地址，字節(jié)長(zhǎng)度

……………..

名稱Mdk[屬性]:起始地址，字節(jié)長(zhǎng)度}SECTIONS指令定義匯編語言文件中所定義的程序代碼段存放在程序存儲(chǔ)器中的、由偽指令MEMORY所定義的那一個(gè)特定的程序區(qū)間內(nèi)；定義匯編語言文件中所定義的變量、緩沖區(qū)以及數(shù)據(jù)區(qū)存放在由偽指令MEMORY所定義的哪一個(gè)特定的數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)。其基本語法結(jié)構(gòu)如右：SECTIONS{

名稱Sc1:{}>名稱Mc1PAGE0

名稱Sc2:{}>名稱Mc2PAGE0……….

名稱Sdk:{}>名稱MdkPAGE1}第40頁/共44頁2009年8月28日No.42/45一個(gè)典型的系統(tǒng)配置文件MEMORY{ PAGE0:VECS:origin=0000h,length=40hPROG:origin=100h,length=8000h PAGE1: B2:origin=60h,length=20hB0:origin=200h,length=100hB1:origin=300h,length=100h}SECTIONS{ vectors:{}>VECSPAGE0.text:{}>PROGPAGE0.bass:{}>B0PAGE1