基于CCS的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)與調(diào)試(已套模板)

Thesuccess'sroad基于CCS的

嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)

軟件開(kāi)發(fā)與調(diào)試實(shí)時(shí)調(diào)試的挑戰(zhàn)DSP程序常見(jiàn)的錯(cuò)誤

程序跑飛，死機(jī)程序跳轉(zhuǎn)不正確

數(shù)據(jù)被修改指針問(wèn)題、堆棧溢出DSP實(shí)時(shí)程序的特點(diǎn)：與通用OS的應(yīng)用程序比較

（1）至少存在一個(gè)中斷，即有時(shí)限

（2）DSP系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)，用戶管理memorymap。

（3）數(shù)據(jù)IO程序+數(shù)據(jù)處理程序：并行可能的硬件平臺(tái)的問(wèn)題給軟件帶來(lái)的麻煩調(diào)試：debug

調(diào)試就是通過(guò)理解系統(tǒng)行為(運(yùn)行)，讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其正確的功能的過(guò)程。在調(diào)試時(shí)，我們?cè)噲D根除導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)未預(yù)期行為的根本原因。為了理解其根本原因，我們需要理解系統(tǒng)的運(yùn)行情況。我們需要理解系統(tǒng)在做什么----不是我們認(rèn)為系統(tǒng)應(yīng)該做什么,也不是另外什么人說(shuō)系統(tǒng)在做什么----而是系統(tǒng)實(shí)際上在做什么。如果我們不理解系統(tǒng)，就不能指望改動(dòng)系統(tǒng)讓它完成我們想做的事情。而且，我們所做的任何改變系統(tǒng)行為的事情，都有破壞另外一些事情的危險(xiǎn)；也可能因?yàn)楦膭?dòng)而帶來(lái)了更多的bug。什么是“調(diào)試”輸入輸出×調(diào)試的過(guò)程調(diào)試的一般過(guò)程

（1）識(shí)別問(wèn)題（加斷點(diǎn)對(duì)timer計(jì)數(shù)的影響）

（2）收集信息logging：（收集什么信息？造成輸出錯(cuò)誤的直接輸入信息，逐級(jí)tracing）

（3）分析收集的數(shù)據(jù)，定位bug；

（4）修改bug?？煽匦?可觀測(cè)性：來(lái)自軟件工程的概念，其中可觀測(cè)性是軟件、硬件調(diào)試的基石。調(diào)試的手段靜態(tài)調(diào)試：

單步執(zhí)行；設(shè)置斷點(diǎn)；

觀察變量；觀察寄存器和存儲(chǔ)器值；

修改變量、寄存器和存儲(chǔ)器的值；

運(yùn)行一段程序；

“必須掌握的基本技能”動(dòng)態(tài)調(diào)試：

實(shí)時(shí)記錄、觀察數(shù)據(jù)；RTDX

條件斷點(diǎn)；論述“調(diào)試”的書(shū)籍TheScienceofDebugging,MattTelles.

程序調(diào)試思想與實(shí)踐，中國(guó)水力水電出版社

---bug是系統(tǒng)邏輯的奴隸DebuggingApplication,JohnRobbins,

MicrosoftPress,2000

主要針對(duì)windows程序調(diào)試

中文名:應(yīng)用程序調(diào)試技術(shù)軟件調(diào)試思想

:RobertCharlesMetzger嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)程序的分類簡(jiǎn)單地，可以分為

(1)數(shù)據(jù)處理的程序：

各種算法的實(shí)現(xiàn)；與硬件相對(duì)無(wú)關(guān)

(2)數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍号c硬件緊密相關(guān)；

中斷、DMA：提高數(shù)據(jù)傳輸效率的

兩種“古老”而有效的手段兩種程序的開(kāi)發(fā)時(shí)間：

數(shù)據(jù)鏈路層次（1）CPU核DSP的寄存器和運(yùn)算單元之間的數(shù)據(jù)鏈路多數(shù)據(jù)鏈路層次（2）DSP片內(nèi)存儲(chǔ)器片外存儲(chǔ)器接口：

EMIF,HPI/XBUSDMA中斷其它外設(shè)：

時(shí)鐘，串口C6x片內(nèi)總線ADInternal

Memoryx32ADExternal

InterfaceADx32Peripheralscanperform64-bitdataloads.‘C67x DataAddr -T1 x32 DataData -T1 x32/64 DataAddr -T2 x32 DataData -T2 x32/64AregsBregs ProgramAddr x32 ProgramData x256PC DMAAddr -Read x32 DMAData -Read x32 DMAAddr -Write x32 DMAData -Write x32DMA數(shù)據(jù)鏈路層次（3）板級(jí)數(shù)據(jù)鏈路層次（4）板間CompactPCI總線脈沖壓縮板C6701C6701C6701C6701C6202AD預(yù)處理板ADCC6202ADCC6202DSP板并口串口C6202CPU板定時(shí)板C31某信號(hào)處理系統(tǒng)框圖系統(tǒng)定時(shí)信號(hào)數(shù)據(jù)鏈路層次（5）系統(tǒng)間其實(shí)是一個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)鏈路。再進(jìn)一步：這個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)可以組網(wǎng)，利用通信系統(tǒng)給決策單位提供信息，進(jìn)行后數(shù)據(jù)處理，做出決策總之，要對(duì)數(shù)據(jù)鏈路有一個(gè)清晰的各級(jí)層次的傳輸圖C6000的中斷（1）三個(gè)概念:

(1)中斷源（Interruptsource）：即中斷事件，32個(gè)

(2)中斷選擇號(hào)（InterruptSelectionNumber）：5bit

(3)中斷(Interrupt)：12個(gè)可屏蔽＋NMI（No.1） +RESET（No.0）＋RTDX（No.3）中斷寄存器的設(shè)置：

中斷源通過(guò)中斷選擇子（InterruptSelector）“映射”到CPU的中斷上，并可通過(guò)外中斷極性設(shè)置寄存器設(shè)置EXT_INT4EXT_INT7的中斷極性（即中斷地觸發(fā)時(shí)刻）C6000的中斷（2）中斷服務(wù)程序：

map1：IDRAM0x000～0x200

0x200=16*32;16個(gè)中斷，每個(gè)中斷的8條指令；二次跳轉(zhuǎn):

中斷服務(wù)程序的任務(wù)實(shí)現(xiàn)超過(guò)8條指令時(shí)，跳轉(zhuǎn)到真正處理中斷的子程序_INT4:.asg4,vecstw.d2b0,*--b15||mvk(_isr_jump_table+vec*4),b0mvkh(_isr_jump_table+vec*4),b0ldw.d2*b0,b0nop4b.s2b0||ldw.d2*b15++,b0nop5C6000的中斷（3）二次跳轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)：

（1）中斷跳轉(zhuǎn)表：isr_jump_table全局變量

（2）“掛”中斷：

voidintr_hook(void(*fp)(void),intcpu_intr);來(lái)源：

ti\c6000\evm6x\dsp\…庫(kù)函數(shù)，頭文件，源文件

v1.2有；v2.0只含頭文件C6000的中斷（4）中斷嵌套

－進(jìn)入中斷后，GIE＝0

－允許中斷嵌套的設(shè)置

中斷重入

－打亂時(shí)序關(guān)系，應(yīng)該

盡量避免

IRPBak=GET_REG(IRP);

CSRBak=GET_REG(CSR);

IERBak=GET_REG(IER);

INTR_DISABLE(CPU_INT6);

INTR_GLOBAL_ENABLE();

..….

INTR_CLR_FLAG(CPU_INT6); INTR_GLOBAL_DISABLE(); SET_REG(IRP,IRPBak); SET_REG(CSR,CSRBak); SET_REG(IER,IERBak);

寫(xiě)C6000中斷程序一般來(lái)講，嵌入式系統(tǒng)是中斷驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，另外還有數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)(Windows：事件驅(qū)動(dòng))

典型的結(jié)構(gòu)：main函數(shù)中初始化While循環(huán)等待中斷到來(lái)，在中斷處理程序中進(jìn)行真正的數(shù)據(jù)處理中斷之間的關(guān)系：

－同步關(guān)系：中斷的觸發(fā)次數(shù)成比例

－異步關(guān)系：。。。

－因果關(guān)系：一個(gè)中斷觸發(fā)其他中斷，可看作是同步 關(guān)系中的一種特例基于以上關(guān)系的中斷間的數(shù)據(jù)共享模式：

－乒乓模式：采數(shù)中斷＋處理中斷，同步中斷關(guān)系

－圓周buffer：串口中斷＋處理中斷，異步中斷關(guān)系

－共享memory：傳數(shù)中斷＋DMA結(jié)束中斷，因果關(guān)系C6000的DMA（1）C6000的DMA控制器在CPU結(jié)構(gòu)中的位置，確定DMA的數(shù)據(jù)鏈路：編程時(shí)考慮效率

XB,PBC,EMIF,DMC,PMC

*其中和PMC的連接是單向的，只能向程序存儲(chǔ)空間寫(xiě)入（723數(shù)采例子，軟硬件bug定位）4個(gè)DMA通道＋1個(gè)輔助DMA（HPI/XB）

C6711/C6211/C64XX，16EDMA通道復(fù)雜的傳輸模式：滿足不同的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用

單通道分割，多幀傳輸，自動(dòng)初始化，傳輸完畢后觸發(fā)中斷..….

C6000的DMA（2）由于DMAC的位置，某些存儲(chǔ)區(qū)之間的數(shù)據(jù)搬移要通過(guò)中間的buffer（一般為IDRAM)實(shí)現(xiàn)，否則時(shí)間消耗大。

如雙口和SBSRAM的數(shù)據(jù)傳輸，2次DMA的時(shí)間小于一次直接DMA的時(shí)間；2次DMA傳輸中的第二次傳輸?shù)膯?dòng)一般是靠第一次DMA完成后產(chǎn)生的軟件中斷觸發(fā)的用DMA實(shí)現(xiàn)MemoryCopy和MemorySet；

片內(nèi)的MemorySet可以有更快的方法，優(yōu)化DMA的優(yōu)先級(jí)：可設(shè)，但默認(rèn)DMA0最高

如果高優(yōu)先級(jí)DMA啟動(dòng)時(shí)，低優(yōu)先級(jí)DMA沒(méi)有完成時(shí)，要將低優(yōu)先級(jí)DMA的操作掛起，等完成高優(yōu)先級(jí)DMA后，繼續(xù)完成。 所以系統(tǒng)中有幾個(gè)DMA同時(shí)發(fā)生時(shí)，要根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性和數(shù)據(jù)傳輸處理的順序選擇合適的DMA通道。DMAC通用管腳在調(diào)試中的使用：發(fā)光二極管C6000的TimerDSP時(shí)間的最細(xì)刻度：主頻利用時(shí)鐘（中斷）為系統(tǒng)提供的各種時(shí)間,起到計(jì)時(shí)器的作用

－中斷發(fā)生的間隔時(shí)間可設(shè)：1ms

－計(jì)算時(shí)間間隔精度：1us利用計(jì)時(shí)器防止等待超時(shí)TIMER測(cè)試程序時(shí)間的兩種方法:

中斷法；直接計(jì)數(shù)法（無(wú)中斷開(kāi)銷）。一個(gè)AD板的例子Q路視頻信號(hào)雙口中斷內(nèi)PRT中斷AD_IAD_QI路視頻信號(hào)EPLD+FIFO開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)C6202_1C6202_2控制信號(hào)256K*32bitSBSRAM256K*32bitSBSRAM16K*32bit雙口RAM16K*32bit雙口RAMVTIDP中斷GRIDP中斷外PRT中斷雙口中斷CPCI總線圖1AD板硬件簡(jiǎn)要框圖清FIFO信號(hào)AD板的中斷小結(jié)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)1可中斷程序的編寫(xiě)：應(yīng)用條件

----核循環(huán)的并行指令數(shù)不小于6

SPRA534

WritingInterruptibleLoopedCodeForTheTMS320C6x

調(diào)試中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和顯示：

系統(tǒng)級(jí)調(diào)試中的重要性

CCS的顯示工具，Matlab定點(diǎn)DSP實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)運(yùn)算的考慮調(diào)試經(jīng)驗(yàn)2一次新增的調(diào)試代碼不能過(guò)長(zhǎng)：便于新的bug定位防御式編程:例：723解模糊程序邊界條件

對(duì)感興趣的事件做記錄：

放到片外ram；某些計(jì)數(shù)記錄在halt運(yùn)行后更新時(shí)可能有＋/－1的誤差CCS添加斷點(diǎn)的注意：run前，running中

if(Cnt>1000){nop_debug（）;};audio例子運(yùn)行時(shí)，設(shè)置斷點(diǎn)的現(xiàn)象窗口刷新的影響：application的非實(shí)時(shí)隨時(shí)關(guān)心程序運(yùn)行時(shí)間：

使用timer測(cè)量時(shí)間，中斷法/非中斷法注意數(shù)組的越界和指針的使用：

中斷向量表被修改，程序就會(huì)跑飛調(diào)試經(jīng)驗(yàn)3關(guān)于全局變量和局部變量：

bug例：723程序，MTD子函數(shù)設(shè)置256字的大數(shù)組，修改中斷向量表volatile關(guān)鍵字：其它任務(wù)中可能修改const關(guān)鍵字：編譯器保證數(shù)據(jù)不被修改，但是運(yùn)行時(shí)用指針可以修改；沒(méi)有用？！關(guān)于中斷嵌套觀察中斷間的同步關(guān)系程序跑飛:

不要懼怕程序“死了”、“跑飛”，萬(wàn)事皆有原因；對(duì)編程環(huán)境的基礎(chǔ)知識(shí)熟悉

程序跑飛絕大多數(shù)是中斷向量表被修改“快”與“慢”，“大”與“小”：調(diào)試經(jīng)驗(yàn)4選擇高級(jí)的優(yōu)化不會(huì)造成程序錯(cuò)誤，如果有錯(cuò)誤，是自己程序的問(wèn)題。

（例：最初接dqy的DSP板程序，局部變量->全局變量，堆棧）設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行某些驗(yàn)證：

語(yǔ)法，設(shè)想。例子：PM數(shù)據(jù)改變，懷疑硬件問(wèn)題，結(jié)果設(shè)計(jì)DMA改寫(xiě)PM，不排除軟件的bug；

培養(yǎng)工程動(dòng)手能力，想一想->試一試，F(xiàn)ar型數(shù)據(jù)：truncated錯(cuò)誤CCS不支持中文目錄節(jié)拍節(jié)拍節(jié)拍：處理幀、時(shí)間粒度改變某部分后出了問(wèn)題，就是改的部分有bug：調(diào)試經(jīng)驗(yàn)5Restartgomain跑飛和reloadgomain跑飛的原因：

（1）GIE為1和IER的某些位為1

（2）發(fā)生了某些中斷或IFR某些位為1

（3）中斷向量表未初始化。要運(yùn)行runtimeload后才初始化。發(fā)生中斷后，讀取中斷向量表的值是亂數(shù)。

（聯(lián)系那個(gè)設(shè)置大數(shù)組的調(diào)試?yán)樱┲袛嗵幚淼某瑫r(shí)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器在停止（halt命令）后加1－－JTAG對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)序的影響調(diào)試小結(jié)應(yīng)用工程師：實(shí)現(xiàn)層次

程序員在調(diào)試時(shí)醫(yī)生與警察未能實(shí)現(xiàn)功能觀察現(xiàn)象（錯(cuò)誤的結(jié)果）注重相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)的掌握：編程環(huán)境錯(cuò)誤結(jié)果原因并非一目了然正確結(jié)果定位監(jiān)測(cè)記錄改正往往不難實(shí)現(xiàn)硬