輕松學(xué)會dsp-第7章-dsp-bios教程文件

輕松學(xué)會DSP——第7章-DSP-BIOS一、DSP/BIOS的組件1、DPS/BIOS實時庫和API

運用DSP/BIOS的一個基本概念是我們的運行程序是一個多線程的情況，我們通過API（運用程序接口）函數(shù)來管理這些線程。我們可以把DSP/BIOSAPI分為許多模塊，不同的線程屬于不同的模塊。這些模塊包括：DSP/BIOS提供的API模塊CLK模塊：用于片上的定時器管理，設(shè)置定時器中斷的間隔時間。HST模塊：用于實現(xiàn)主機與目標系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的輸入或輸出。HWI模塊：用于硬件中斷管理，可設(shè)置相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。IDL模塊：用于管理idle函數(shù)，該類函數(shù)具有最低優(yōu)先級。LOG模塊：用于事件的記錄顯示。例如，你可以通過該API輸出調(diào)試信息。MEM模塊：用于定義目標系統(tǒng)的內(nèi)存使用。系統(tǒng)根據(jù)此信息自動產(chǎn)生.cmd文件。PIP模塊：用于管道管理，可以實現(xiàn)線程間的數(shù)據(jù)交換。PRD模塊：用于實現(xiàn)周期性的函數(shù)。該類函數(shù)的執(zhí)行頻率可以由CLK模塊或自己調(diào)用PRD_tick決定。RTDX模塊：用于主機與DSP目標系統(tǒng)間的實時數(shù)據(jù)傳遞。STS模塊：用于狀態(tài)統(tǒng)計管理，你可以在CCS下查看這些統(tǒng)計參數(shù)。SWI模塊：用于管理軟件中斷。CCS將運行隊列中的軟件中斷，并可以設(shè)置15個優(yōu)先級，但都比硬件中斷低。API管理進程的具體方法是通過API函數(shù)，這些函數(shù)功能非常多，如：建立和刪除對象，變換線程優(yōu)先級等；函數(shù)的詳細說明：

2、DSP/BIOS配置工具API函數(shù)不是直接對線程進行管理，而是通過不同模塊中建立的對象來實現(xiàn)的，這些對象同各個線程直接連結(jié)。不同模塊中對象的建立有兩種方法，一是通過在源文件中使用API函數(shù)調(diào)用，可以動態(tài)產(chǎn)生，動態(tài)刪除；一是通過DSP/BIOS配置工具產(chǎn)生，是靜態(tài)產(chǎn)生，不可刪除。DSP/BIOS配置工具產(chǎn)生對象的優(yōu)點：圖形化的編輯工具，使用更加方便；可以對對象進行各種參數(shù)設(shè)置；可以建立各種對象，而API函數(shù)只能建立部分對象。部分模塊的API被執(zhí)行程序調(diào)用和綁定.優(yōu)化的DSP/BIOS的連接庫,可以達到匯編語言的執(zhí)行效率.目標板與插件之間的通信是通過后臺IDLE線程循環(huán)完成,而IDLE線程實在DSP資源可用的情況才執(zhí)行,保證了程序的執(zhí)行效率.提供了具有不同優(yōu)先級的線程,依次是硬件中斷、軟件中斷、任務(wù)、IDEL空閑函數(shù)，以及周期函數(shù)，且其優(yōu)先級可配置。線程之間可通過旗語、郵箱等工具進行通信。DSP/BIOS配置工具產(chǎn)生對象的缺點：一旦建立，不論程序中是否使用，都有占有一定資源；一旦建立，在程序運行中，不可以刪除。3、DSP/BIOS插件完成對運行程序的實時分析，時刻監(jiān)視CPU的負荷，各個線程的執(zhí)行情況，各段代碼的花費時間等等；DSP通過JTAG口返回到PC數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)反映我們需要的情況。這些數(shù)據(jù)的產(chǎn)生是在CPU的空閑狀態(tài)時產(chǎn)生的，所以，不會對DSP本身的運行產(chǎn)生影響。Programtracing：Displayingeventswrittentotargetlogs,reflectingdynamiccontrolflowduringprogramexecution。Performancemonitoring：Trackingsummarystatisticsthatreflectuseoftargetresources,suchasprocessorloadandtimingFilestreaming：Bindingtarget-residentI/Oobjectstohostfiles。二、用DSP/BIOS創(chuàng)建應(yīng)用程序在Project菜單中選“New”新建或“Open”打開一個工程文件。將需要的.h、.asm、.c、.obj、.lib添加到該工程文件中。將DSP/BIOS的配置文件.cdb添加到工程文件文件中。

注意：LNK使用的.cmd文件由DSP/BIOS配置文件自動產(chǎn)生。在工程文件窗口下用鼠標左鍵雙擊配置文件將其打開。展開LOG選項，并用鼠標右鍵單擊，在彈出菜單中選擇“InsertLOG”項。修改新增LOG0對象的名稱，如trace。使用鼠標右鍵單擊，并在彈出菜單中選擇“Property”，修改其參數(shù)，如將buflen改為512。增加包含的頭文件，如std.h,log.h增加變量說明。這些變量由配置工具創(chuàng)立的，如externLOG_OBJtrace。增加LOGAPI函數(shù)，如LOG_printf(&trace,“volume….\n”);該函數(shù)可以在DSP/BIOS提供的事件記錄窗口顯示信息。設(shè)置相應(yīng)的編譯、連接開關(guān)，使用“BulidAll”生成.out文件。

注意：Linker選項中的輸出文件名應(yīng)該與工程文件包含的DOS/BIOS配置文件一致。使用“File”菜單將生成的OUT文件裝入目標系統(tǒng)。選擇“Debug”菜單中的“GoMain”運行程序到main()函數(shù)。選擇“Tools”菜單下的“DSP/BIOS”選項，然后選“MessageLog”。用鼠標右鍵單擊出現(xiàn)的MessageLog窗口，在彈出菜單中選“PropertyPage”。在“name”選項中選擇“trace”，使得該窗口顯示送到trace對象的信息。(使用LOG_printf(&trace,“volume…”)語句）使用F5運行程序，觀察該窗口輸出。注意事項：配置文件有

program.cdb

programcfg.h54programcfg.s54programcfg.cmd手工添加文件program.cdb和programcfg.cmdprogramcfg.s54自動添加；庫文件rst.lib不需要；C源文件中要加上各種API頭文件；其他源文件同一般的CCS使用一樣；三、線程的基本概念 1、什么是線程實時的DSP應(yīng)用，往往需要把許多看似不相干的功能同時實現(xiàn)。不同的功能通過不同的指令流實現(xiàn)，而我們把這些指令流叫線程。同一個處理器實現(xiàn)多線程的方法是給線程加上優(yōu)先級。優(yōu)先級高的線程首先執(zhí)行。2、線程的種類硬件中斷Hardwareinterrupts(HWI):includesCLKfunctions軟件中斷Softwareinterrupts(SWI):includesPRDfunctions任務(wù)Tasks(TSK)背景線程Backgroundthread(IDL)硬件中斷硬件中斷函數(shù)與外部中斷信號一一對應(yīng);一旦中斷信號或事件發(fā)生,硬件中斷函數(shù)(也稱中斷服務(wù)程序)就執(zhí)行.在DSP/BIOS應(yīng)用函數(shù)中,中斷函數(shù)是優(yōu)先級最高的線程.硬件中斷函數(shù)執(zhí)行時間應(yīng)限定在2到100ms內(nèi),頻率在200KHz左右.軟件中斷軟件中斷是通過調(diào)用在程序SWI函數(shù)而被觸發(fā)的.軟件中斷的優(yōu)先級出于硬件中斷與后臺線程之間.SWIs執(zhí)行時間較硬件中斷函數(shù)可寬一些,可在100ms或更長一些.任務(wù)Task其優(yōu)先級較軟中斷低,但高于后臺線程.任務(wù)不同于軟中斷:軟中斷一旦執(zhí)行就必須完成,而任務(wù)卻可掛起,直到要求的資源滿足后才重新執(zhí)行.DSP/BIOS提供了諸如隊列、旗語，郵箱等方式用于任務(wù)見通信。背景線程在DSP/BIOS程序中執(zhí)行優(yōu)先級最低的空閑循環(huán)(IdleLoop(IDL))。在main函數(shù)返回后，DSP/BIOS為每個模塊調(diào)用啟動線程，然后便進入空閑循環(huán)?？臻e循環(huán)持續(xù)不斷地運行，當優(yōu)先級更高的線程啟動后才中止。只有沒有運行時間限制的功能可設(shè)置為背景線程。時鐘函數(shù)被片上時鐘中斷源所觸發(fā)，執(zhí)行頻率為中斷頻率。時鐘函數(shù)是HWI_TINT硬件中斷。周期函數(shù)執(zhí)行周期是片上時鐘中斷或其它事件周期的整數(shù)倍。周期函數(shù)是一典型的軟件中斷。

3、優(yōu)先級硬件中斷最高，一個線程可以被擠占（preempt，中途被中斷），但是不能被阻塞（block，暫停等待）；軟件中斷較高，又有14個等級，可以被擠占，但是不能阻塞；TASK較低，有15個等級，可以擠占和阻塞；IDL最低，循環(huán)執(zhí)行一定線程。4、線程的保護和擠占四、硬件中斷使用方法1、中斷矢量表

在DSP/BIOS的運用中，可以不必去建立中斷矢量表，只需要在模塊MEM中，對VECT的對象進行設(shè)置，這個設(shè)置是向DSP提供中斷矢量表的地址。再通過HWI模塊，對需要使用的硬件中斷進行中斷服務(wù)程序的設(shè)置就可以了。2、硬件中斷的屏蔽在DSP/BIOS的配置工具中不能對那個中斷進行屏蔽；但可在程序中通過對寄存器的值的控制來完成對中斷的屏蔽；在程序中，調(diào)用API函數(shù)完成對硬件中斷的控制，如函數(shù)：HWI_enableHWI_restoreHWI_disable五、軟件中斷使用方法1、軟件中斷的建立軟件中斷實際就是把一個已經(jīng)建立的函數(shù)作為一個中斷程序，這個中斷程序的執(zhí)行由軟件觸發(fā)；軟件中的建立可以通過配置工具，進行靜態(tài)的建立；軟件中斷的建立，也可以利用API函數(shù)動態(tài)的建立。

swi=SWI_create(attrs)2、軟件中斷的優(yōu)先級優(yōu)先級在建立軟中斷的時候就確定了；如果是使用配置工具，在軟件中斷的對象屬性中設(shè)置；如果是使用動態(tài)API函數(shù)建立，則在建立的時候，可以使用參數(shù)來確定他的屬性。3、軟件中斷的郵箱郵箱是一個32bit的寄存器，可在配置工具中，建立軟件中斷對象的時候設(shè)置其初始值；在程序中，使用下面的API函數(shù)來控制一個軟件中斷的郵箱，從而控制軟件中斷的執(zhí)行：

SWI_andn

SWI_dec

SWI_inc

SWI_or

SWI_post4、郵箱函數(shù)郵箱的API函數(shù)在程序中使用，用來控制郵箱值的變換，從而控制軟件中斷的執(zhí)行；SWI_post直接調(diào)用軟件中斷，不改變郵箱值；SWI_inc郵箱值加1，同時調(diào)用軟件中斷；SWI_or其所帶參數(shù)同郵箱值相比特或，同時調(diào)用軟件中斷；SWI_dec郵箱值減1，如果減1后為0，調(diào)用軟件中斷；SWI_andn其所帶參數(shù)同郵箱值相比特與，相與后郵箱值為0，調(diào)用軟件中斷；

六、TASK使用方法1、建立方法其建立方法，含義同軟件中斷是相同的；同軟件中斷相比，優(yōu)先級低；同軟件中斷相比，可以被懸掛；2、任務(wù)的特點同軟件中斷相比，每個TASK使用自己的堆棧，大小分別設(shè)置，而所以軟件中斷使用相同的堆棧。原因是每個TASK被擠占的可能性非常大，每次被擠占時，都需要保護現(xiàn)場。3、TASK工作狀態(tài)

running,whichmeansthetaskistheoneactuallyexecutingonthesystem’sprocessor;

ready,whichmeansthetaskisscheduledforexecutionsubjecttoprocessoravaila-bility;

blocked,whichmeansthetaskcannotexe-cuteuntilaparticulareventoccurswithinthesystem;Whenataskisblocked,itisoftenbecausethetaskispendingonasemaphorewhichisunavailable.terminated,whichmeansthetaskis“termi-nated”anddoesnotexecuteagain.4、狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換和函數(shù)5、TASK間通信線程一般通過軟件中斷（SWI模塊）來實現(xiàn)。利用TSK_yield函數(shù)實現(xiàn)同等優(yōu)先級的任務(wù)之間的切換。TASK間的通信通過旗語(Semphore)和郵箱(MailBox)；旗語和郵箱在配置工具中都可以建立；實現(xiàn)TSK_yield()函數(shù)的例子打開工程文件tsktest.mak,創(chuàng)立三個同優(yōu)先級的任務(wù)：task0,task1,task2。實現(xiàn)TSK_yield()函數(shù)的例子Voidmain(){}Voidtask(Intid){Inti;

for(i=0;i<NLOOPS;i++){LOG_printf(&trace,"Loop%d:Task%dWorking",i,id);TSK_yield();}LOG_printf(&trace,"Task%dDONE",id);}哪個結(jié)果是正確的？利用旗語完成任務(wù)間的同步旗語可以完成任務(wù)之間的通訊，還可以同步同優(yōu)先級的任務(wù)的執(zhí)行。當一個任務(wù)等待旗語時，其它任務(wù)可以執(zhí)行。參見semtest.mak，來說明旗語的使用。共創(chuàng)建五個任務(wù)：initTsk,reader0,writer0,writer1,writer2。利用旗語同步任務(wù)任務(wù)initTsk：動態(tài)建立兩個隊列（QUE對象）。該任務(wù)優(yōu)先級最高，最先被執(zhí)行。任務(wù)reader0：循環(huán)等待旗語，然后輸出隊列信息。任務(wù)writer0,writer1,writer2：處理隊列信息，然后發(fā)送旗語。利用旗語同步任務(wù)任務(wù)reader0代碼Voidreader(){Msgmsg;Inti;for(i=0;i<NUMMSGS*NUMWRITERS;i++){/*Waitforsemaphoretobepostedbywriter().*/SEM_pend(&sem,SYS_FOREVER);msg=QUE_get(&msgQueue);/*dequeuemessage*/LOG_printf(&trace,"read'%c'from(%d).",msg->val,msg->id);QUE_put(&freeQueue,msg);/*freemsg*/}LOG_printf(&trace,"readerdone.");}任務(wù)writer0,1,2代碼Voidwriter(Intid){Msgmsg;Inti;for(i=0;i<NUMMSGS;i++){...msg=QUE_get(&freeQueue);msg->id=id;/*fillinvalue*/msg->val=(i&0xf)+'a';LOG_printf(&trace,"(%d)writing'%c'...",id,msg->val);QUE_put(&msgQueue,msg);/*enqueuemessage*/SEM_post(&sem);/*postsemaphore*/}LOG_printf(&trace,"writer(%d)done.",id);}利用郵箱在任務(wù)間交換信息利用郵箱在任務(wù)間交換信息Mbxtest.mak為例子：任務(wù)reader0代碼Voidreader(Void){MsgObjmsg;Inti;for(i=0;;i++){/*waitformailboxtobepostedbywriter()*/if(MBX_pend(&mbx,&msg,TIMEOUT)==0){LOG_printf(&trace,"timeoutexpiredforMBX_pend()");break;}/*printvalue*/LOG_printf(&trace,"read'%c'from(%d).",msg.val,msg.id);}LOG_printf(&trace,"readerdone.");}任務(wù)writer0,1,2代碼Voidwriter(Intid){MsgObjmsg;Inti;for(i=0;i<NUMMSGS;i++){/*fillinvalue*/msg.id=id;msg.val=i%NUMMSGS+(Int)('a');/*enqueuemessage*/MBX_post(&mbx,&msg,TIMEOUT);LOG_printf(&trace,"(%d)