DSP芯片的开发环境.ppt

1,第八章 软件开发环境,第八章 软件开发环境,一、开发流程和开发工具 二、代码生成工具 三、代码调试工具 四、XDS510仿真器的应用 五、软件开发平台CCS及其应用,第8章 软件开发环境,一、开发流程和开发工具,作用：缩短开发周期，降低开发难度, 代码生成工具 将C或汇编语言编写的DSP程序编译并链接成为可执 行的DSP程序 。 代码调试工具 对DSP程序及系统进行调试，使编写的程序达到设 计目标。,第8章 软件开发环境,软 件 开 发 流 程,第8章 软件开发环境,将用高级语言、汇编语言或用两种语言混合编写的DSP程序 转换为可执行的目标代码程序 包括基本的C编译器、汇编器和 链接器外，还有文档管理器、运行支持库、交叉引用列表器、代码格式转换器 等辅助工具程序。 C编译器 是一种将C语言程序自动编译为DSP汇编程序的代码生成工 具，这些标准C优化编译器将标准C语言原文件编译成为相应片 种的汇编语言源代码文件，通过汇编和链接，产生可执行的目 标文件。,二、代码生成工具,第8章 软件开发环境,，,完全符合ANSI C标准； 具有完整的运行支持库，可以对运行支持函数库和用户定义函数库作扩展； 能够进行优化编译，产生高效汇编代码； 用户可进行库或档案的管理，可以对库进行文件的添加、删除、替换等，可以 将目标文件库作为链接器的输入； 可控制存储器的分配、存储器的配置和部分链接； C编译器提供的外壳程序，只需用一个命令，就可以编译、汇编和链接，直接 从C源文件产生可执行的公用目标文件格式（COFF）文件； 具有灵活的汇编语言接口； 提供了多种列表文件，如源代码文件和汇编列表文件，预处理输出文件等； 可以利用建库应用程序，通过不同的选择来建立自己的运行支持库等。,C编译器特点,二、代码生成工具,第8章 软件开发环境, 汇编器 将汇编语言的源程序文件汇编成机器语言的目标文件，目标文件的格式为公用目标文件格式，该汇编语言文件可以是C编译器产生的汇编文件或汇编优化器输出的汇编文件，或是由文档管理器管理的宏库内的宏。 汇编器的功能： 处理汇编文件（.ASM）中的源语句，产生可重新定位的目标文件（.obj）； 根据要求产生源程序列表文件（.lst），并向用户提供对此列表的控制； 根据要求将交叉引用列表加到源程序列表中； 将代码分为段，并为每个目标代码段设置段程序计数器（SPC）； 定义和引用全局符号； 汇编条件块； 支持宏调用，允许用户在程序中或在库内定义宏。,二、代码生成工具,第8章 软件开发环境, 链接器将目标文件组合成一个可执行的COFF目标模块。链接器可以接受的输入文件包括汇编器产生的COFF目标文件、命令文件、库文件以及已部分链接好了的文件，它所产生的可执行COFF目标模块可以装入各种开发工具或由TMS320器件来执行。在生成可执行模块的过程中，链接器进行重定位操作，并处理外部引用符号。 主要功能： 定义一个与目标系统存储器一致的存储器模块； 组合目标文件块； 定位程序段到目标系统存储器的特定区域，赋予它们最后的地址； 定义和重新定义全局符号以赋予它们特定的值； 处理输入文件之间的未定义外部符号。,二、代码生成工具,第8章 软件开发环境, 文档管理器 将多个独立文件组合成一个文档Archive或库library。 文档管理器可以方便的管理一组文件 利用文档管理器，可以方便地删除、替换、提取或增添库成员。 利用文档管理器可以生成不同类型的库。也可使用文档管理器来建立宏库。 文档管理器最有用的应用之一是建立目标模块库。例如：用户可以编写几种算法子程序，汇编它们，并使用文档管理器把目标文件收集到单个逻辑组中。然后用户可以规定目标库作为链接器的输入。链接器将搜索库并包含解决外部引用的成员。,二、代码生成工具,第8章 软件开发环境, 交叉引用列表器 接受已连接的目标文件作为输入，产生一个交 叉引用列表，在列表文件中列出符号、符号的定义以及它们在已经链接的源 文件中的引用。 代码格式转换器器 将链接器生成的.out文件（COFF文件格式） 转换为若干标准的ASCII十六进制形式之一。如Intel的Hex文件格式、TI- Tagged文件格式等。 因为大多数的EPROM编程器不支持TI的COFF格式目标文件，因此TI提供该代码格式转换器，以便烧制EPROM。,二、代码生成工具,第8章 软件开发环境, 绝对列表器器 接收已链接的目标文件作为输入，创建.abs文件作为输出的调试工具。 这些.abs文件可以被汇编以产生显示目标代码绝对地址的列表 如果用人工的方法，这将需要冗长的操作过程；绝对列表器实用程序可以自动完成这些操作。 产生绝对列表所需要的步骤： 汇编源文件； 链接所产生的目标文件； 调用绝对列表器，使用已链接的目标文件作为输入，它将创建.abs的文件； 汇编.abs文件，以产生包含绝对地址的列表文件。,二、代码生成工具,第8章 软件开发环境,应用举例,DSP系统产生可执行文件的过程,二、代码生成工具,第8章 软件开发环境, 用户可以使用任何一种文本编辑器，在进行汇编语言编程时，请注意各种符号 的大小写。源程序按编码块、数据块的格式编写，通常分为三段，即： .text 通常包含可执行代码 .data 通常包含已初始化的数据 .bss 通常为未初始化的数据保留空间 此外，源文件还可包括以下各段（通称命名段） 符号 .usect “块名”,字数：类似.bss 产生在非初始化段，在RAM中为变量保留空间。 符号 .sect “块名”：类似缺省的.text、.data段包括代码和数据段，产生在初始化 段，其建立的模块是可重定位的。 符号 .asect “块名”,Address：也是建立包含代码或数据的块，产生在初始化段，它 建立的是具有绝对地址的块, 编辑,二、代码生成工具,应用举例,第8章 软件开发环境, 源程序通常包括以下几个部分： .title “File Name” .copy “init.h” .copy “vector.h” .text .end, 源程序编写,二、代码生成工具,应用举例,第8章 软件开发环境,可用CCS环境下的菜单，也可在CCS环境下输入命令。 DSPA汇编器的使用 一般格式: DSPA 源程序文件 -V版本号 -L -M -S 这里DSPA为汇编器的命令， 为汇编器选项，其含意为： -V 说明汇编不同的处理器：V2XX/V50； -L 可产生列表文件； -M 可产生映射文件； -S 带符号调试。 常用格式举例 DSPA DEMO.ASM -V2XX ； ASM可缺省，只产生 OBJ文件。注意-V2XX必须加。 DSPA DEMO L V2XX ； 产生OBJ文件、LST文件。 DSPA I PATHNAME DEMO -V2XX ； 源文件加路径。 DSPA DEMO V2XX L S； 产生OBJ文件、LST文件，可带符号调试。 应注意的是DSPA生成的OBJ 文件是通用目标文件格式。,汇编和链接,二、代码生成工具,应用举例,第8章 软件开发环境, DSPLNK链接器的使用一是把一个或多个COFF目标文件作为输入 文件连接起来，产生可执行的输出文件，即*.OUT文件；二是链接器定位输出 文件的存储器地址。, 汇编和链接,二、代码生成工具,应用举例,第8章 软件开发环境,一般格式： DSPLNK 目标文件 命令文件 O 输出文件 -M 映射文件 这里DSPLNK为链接器命令，为汇编器选项。 常用格式举例 DSPLNK DEMO DEMO.CMD O DEMO.OUT M DEMO.MAP 其中 输入文件为DEMO.OBJ,命令文件为DEMO.CMD,输出文件为DEMO.OUT，映射文件为 DEMO.MAP。利用代码调试工具即可调试DEMO.OUT文件。, 汇编和链接,二、代码生成工具,应用举例,第8章 软件开发环境, 作用：将代码产生工具生成的可执行.out文件，通过调试器接口把它加载到TI的系统集成与代码调试工具或用户系统上进行调试。 集成与调试工具包括： C/汇编语言源码调试器 初学者工具DSK 软件模拟器 评价模块EVM 软件开发系统SWDS 硬件仿真器XDS,三、代码调试工具,第8章 软件开发环境, C/汇编源码调试器 C/汇编源码调试器是运行在PC上的一种软件接口，它与其他调试工具（如软件模拟器、评价模块、软件开发系统、仿真器）配合使用。用户程序既可用C语言调试，也可用汇编语言调试，还可进行C和汇编的混合调试。调试器提供了非常友好的人机界面，它采用面向窗口、鼠标支持、菜单式接口和命令输入等形式，使用十分方便。 初学者工具DSK 初学者工具是TI公司为TMS320DSP的初学者设计和生产的用以编程练习的 一种廉价的实时软件调试工具，用户可以使用DSK来调试用户自己的系统。 DSK工具除了具有一片DSP芯片外，还具一些软硬件资源：打印机并口或RS- 232串口，电源插口，标准的RCA插口 ，提供和话筒、扬声器或其它模拟器件的 连接，提供片内RAM。汇编器。调试器软件接口。,三、代码调试工具,第8章 软件开发环境, 软件模拟器 是一种模拟DSP芯片各种功能并在非实时条件下进行软件调试的工具，不需要目标硬件支持，只需在计算机上运行，是一种廉价方便的调试工具，但它突出的缺点是运行速度慢，无法保证实时性。因此，软件模拟器适合于初学者使用或对算法进行预调试，汇编源程序经过汇编链接之后，就可将其调入软件模拟器进行调试。调试中所需的I/O值可从文件中取出，输出到I/O口的值也可存储在文件中。同时新版本的模拟器都采用C和汇编源码调试接口，采用C语言或汇编语言或C和汇编语言的混合调试 。 评价模块EVM 是一种低成本的用于器件评估、标准程序检查以及有限的系统调试的开发板。它配置了目标处理器，一个小容量的存储器和其它有限的硬件资源，它可用来对DSP芯片性能进行评价，也可用来组成一定规模的用户DSP系统。,三、代码调试工具,第8章 软件开发环境, 软件开发系统SWDS 软件开发系统是一块可用于进行性能评估和实时软件开发的插入到到PC机中的低成本DSP板，用户程序可以在DSP板上进行实时的软件调试，程序在DSP芯片上实时运行。它与软件模拟器的区别在于它可对软件进行实时调试，而它与硬件仿真器的区别在于软件开发系统不能提供实时硬件调试功能，因此涉及目标I/O操作一般用文件I/O来代替。,三、代码调试工具,第8章 软件开发环境, 硬件仿真器XDS TMS320扩展开发系统（XDS. Extended Development System）是功能强大的高速仿真器，可用来进行系统级的集成调试，是进行DSP芯片开发的最佳工具。 传统的电路仿真器:对用户级进行硬件仿真时，仿真器的电缆插头必须插入到用户硬件电路中DSP芯片的位置，即仿真电缆的插头引脚必须与DSP芯片的引脚一一对应； 扫描仿真器:通过DSP芯片上提供的几个仿真引脚实现仿真功能。 扫描仿真器优点：解决了电路仿真器仿真电缆过长引起信号失真，仿真插头引起可靠性差等问题，使用这种方法，程序可以从片内或片外的目标存储器实时执行，在任何时钟速度下都不会引入额外的等待状态。另外由于DSP芯片内部是通过移位寄存器扫描链实现扫描仿真，而这个扫描链可被外部的串行口访问，因此采用扫描仿真，即使芯片已经焊在电路板上，也可进行仿真调试，这为在生产过程中调试DSP系统提供了极大的方便。,三、代码调试工具,第8章 软件开发环境, 硬件仿真器 3X仿真器是12线仿真头，4X、5X、2XX、54X和8X等仿真器的仿真信号线都采用JTAG标准IEEE1149.1。 扫描仿真器配置的软件采用的也是C/汇编源码的调试界面，它与软件模拟器的用户界面完全相同，目标代码可通过扫描接口从PC机下载到目标系统的存储器中。,三、代码调试工具,第8章 软件开发环境, XDS510仿真器的应用 XDS510仿真器是以PC机为基础的开发系统，它可以实施全速扫描仿真，属于串行工作的DSP仿真系统。为了保证仿真过程能与目标系统独立工作时的特性相同或接近，XDS510仿真开发系统利用JTAG电路与目标系统DSP处理器连接，用于实现对处理器内部的调试，可以用它来开发硬件和软件，并将它集成到目标系统中。,边界扫描技术JTAG-Joint Test Advisory Group是一种不需要测试设备的 电子系统测试技术，不仅可以测试集成芯片或印刷电路板（PCB）的逻辑行 为和功能，还可以测试芯片器件之间，PCB 之间的连接故障，目前它已经 成为现代数字电路系统可测试性设计的基本技术。 C2XX的仿真器，其仿真信号采用JTAG标准IEEE1149 .1 有14根线,四、XDS510仿真器的应用,第8章 软件开发环境,14引脚仿真头信号的说明,上不用上拉电阻，内部已有，在噪声环境，它可以悬空；在强噪声环境需加下拉电阻（电阻大小取决于电流考虑）。 I=输入； O=输出,第8章 软件开发环境,五、软件开发平台CCS及其应用, 为提高实时信号处理系统的开发进程，TI公司针对TMS320C2XX, C54XC54XXC55X,C6X,C3XC4X分别提供了一套全新的集成开发环境CCS(Code Compose Studio) 。 CCS采用图形接口，提供有编辑指令，参数修改工具，它为非代码产生工具集成了一个统一的集成环境，包括了TI公司提供的C源代码调试器 和模拟器所具有的功能，能对TMS320系列DSP进行指令级的仿真和进行 可视化的实时数据分析，可大大提高开发工作效率，缩短应用系统开发周 期。 CCS工作在Windows操作系统下，是基于PC机的DSP应用系统开发平 台，对PC机的硬件要求是32M内存，100M的硬盘空间，SVGA(800*600) 显示器。,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,安装CC2000到软件中，运行CC2000安装程序setup.exe。安装完成后，在 桌而上会有“CCSC2000”和“Setup CCS2C2000”两个快捷方式图标。分别对应CCS 2C000应用程序和配置程序,如图所示。 运行CCS2000配置程序设置驱动程序，如果CCS2000是在目标板上运行，则要先安装目标板驱动卡，然后运行“Setup CCSC2000”配置驱动程序，最后 才能执行CCS2000。除非用户改变CCS2000应用平台类型，否则只需运行一次CCS2000配置程序。,CCS的安装,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用, 单击其中的“Clear(清除)”按钮，并确认以清除以前定义的配置，点击 Install a Device Driver,选择能与使用的目标系统相匹配的配置文件.把该 图标拖动到最左边的System Configuration一栏中的my system图标下即可。 在Board Name&Data File栏中，点击NEXT，进入下一页，选择I/O口 值，再点击NEXT。在Processor Configuration窗口，在Available Processor中选择TMS320CXX后，点击Add Single,对话框右边出现 CPU_1图标。最后，点击finish。关闭Code Composer Setup程序，选择保 存。运行CCC2000软件，成功进入界面，则说明软硬件安装成功。即开 始在CC2000环境下进行程序的编辑和调试。,CCS的设置,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,编译运行结果信息窗口,工作区中BIOS设置 窗口,变量观察 窗口,图3.2.1 CCS软件界面介绍,变量观察 窗口,工作区中BIOS设置 窗口,编译运行结果信息窗口,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,1、New （新建文件） 2、Open （打开文件） 3、Close （关闭文件） 4、Save （保存文件） 5、Save As （另存为） 6、Save All （全部保存） 7、Load Program （装入程序） 8、Load Symbol （装入符号） 9、Reload Program （重新装入程序） 10、Load Gel （装入GEL文件） GEL即是通用扩展语言(General Extension Language)的简称，它是一种与C语言类似的解释语言，用来创建函数以扩展CC2000功能。,文件管理功能（File）,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,11、Print （打印 12、Print Preview （打印预览） 13、Data （数据文件） 14、Workspace (工作空间) 15、File I/O （文件输入/输出） 载入外部数据 保存数据到文件中 16、Recent Source Files （最近使用过的源文件） 17、Recent Workspaces （最近使用过的工作空间） 18、Recent Program Files （最近使用过的可执行程序） 19、Exit （退出）,文件管理功能（File）,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,1、Undo （取消键入） 2、Redo （重复键入） 3、Cut （剪切） 4、Copy (复制) 5、Paste (粘贴) 6、Delete (删除) 7、Select All （全选） 8、Find/Replace （寻找/替换） 9、Find in Files (在多个文件中寻找文本) 11、Memory （存储器） 12、Edit Register (编辑寄存器) 13、Edit Veriable (编辑变量) 14、Edit Command Line(编辑命令行) 15、Column Edit （列编辑） 16、Bookmarks （书签）,编辑功能（Edit）,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,1、Standard Toolbar（标准工具条） 2、Gel Toolbar （GEL工具条） 3、Project Toolbar （工程工具条） 4、Debug Toolbar （调试工具条） 5、Edit Toolbar （编辑工具条） 6、Status Bar （状态工具条） 7、Dis-Assembly （反汇编） 8、Memory（存储器） 9、CPU Regrsters（CPU 寄存器） 10、Graph（图形显示） 11、Watch Window（观察窗口） 12、Call Stack（调用堆栈） 13、Expressinon List（表达式列表） 14、Project（工程）。 15、Mixed Source/Asm（混合的C/ASM代码）,视图功能（View）,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,CC2000采用工程文件夹集中管理一个工程包括源程序、库文件、链接命令文件和头文件等，它们按照目录树的结构组织在工程文件中。工程构建（编译链接）完成后生成可执行文件。一个典型的工程文件记录下述信息：源程序文件名和目标库；编译器、汇编器和链接器选项；相关的包括文件。 1、New（新建） 2、Open（打开） 3、ADD FILES TO PROJECT（加入文件到工程） 4、Close（关闭） 5、Compile File（编译） 6、Build（生成） 7、Rebuild All（重新生成） 8、Stop Build（停止构建） 9、Show Dependencies（显示从属文件类型） 10、SCAN All Dependencies(扫描所有的从属文件) 11、Options（生成选项）,工程管理（Project）,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,CC2000提供了一组用于程序调试的工具，具有异常丰富的调试手段，它提供了4种程序执行控制方式，用户可以对内存单元和寄存器进行查看和编辑，输入输出外部数据，设置测试点等。一般的调试步骤为：调入生成好的可执行程序，先在感兴趣的程序段设置断点，然后执行程序停留在断点处，查看寄存器的值或内存单元的值，对中间数据进行在线（或输出）分析。反复这个过程直到程序完成预期的功能。 1、Breakpoint（断点） 2、Probe point(测试点) 3、Step Into（单步执行） 4、Step Over（单条执行） 5、Step Out（跳出子程序） 6、Run（运行程序）。 7、Halt（暂停程序执行） 8、Animale（动画执行） 9、Run Free（自由运行） 10、Run to Cursor（运行到光标） 11、Multople Operation（多步操作） 12、Reset DSP（复位DSP） 13、Load Kernel（装入内核） 14、Restart（重新开始） 15、Go main（进入主程序）,调试功能（Debug）,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,用户完成一个算法设计和编程后，一般需要测试程序效率以便进一步优化代码。CCS2000提供了“代码性能评估”工具来帮助用户评估代码性能。它通过收集在指定的代码区间程序执行的统计性能，来帮助确定程序中各段所花费的处理时间。从而帮助识别并消去性能发挥的瓶颈，减少程序的执行时间，使程序更为有效。其基本方法为：在适当的语句位置设置断点（软件断点或特征点），当此程序执行通过断点时，有关代码执行的信息被收集并统计。用户通过统计信息评估代码性能。 1、Profile Points（特征点） 2、View Statistics（观察代码性能评估统计结果 3、Enable Clock（激活时钟） 4、Colock Setup（时钟设置） 5、View Clock（观察时钟）,代码性能评估（Profiler）,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,1、Color（颜色） 2、Font（字体） 3、Editor Properties（编辑器属性） 4、Keyboard （键盘） 5、Animate Speed（动画速度） 6、Memoory Map（存储器映射 7、Dis-assembly Style（反汇编风格） 8、Program Load（程序装入） 9、Connect Probe Points（连接测试点）,选项(OPTION),第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用,当GEL文件调入后，GEL函数会自动出现在此下拉菜单中。,GEL,工具（Tools）,1、Command Windows（命令窗口） 2、TMS320C2XX flash programer（烧写flash）,窗口（Windows）,1、New Windows（建立新窗口） 2、Cascade（层叠窗口） 3、Tile（平铺窗口） 4、Arrange Icons（排列图标） 5、Refresh （刷新窗口）,第8章 软件开发环境,四、软件开发平台CCS及其应用, 利用CC2000集成开发环境，用户可以在一个开发环境下完成工程定义、 程序编辑、编译链接、调试和数据分析等工作环节。 使用CCS开发应用程序的一股步骤为: 1、打开或建立一个工程文件。工程文件中包括原程序（C或汇编）、目标文 件、库文件、连接命令文件和包含文件。 2、使用CC2000集成编辑环境，编辑各类文件。如头文件（.h文件）命令文 件（.cmd文件）和源程序（.c，.asm文件）等。 3、对工程文件进行编译。如果有语法错误，将在生成（Build）窗口中显示 出来。用户可以根据显示的信息定位错误位置，更改错误。 4、排除程序的语法错误后，用户可以对计算结果/输出数据进行分析，评估 算法性能。CC2000提供了测试点、图形显示、性能测试等工具来分析数 据、评估性能。,CCS的应用,第8章 软件开发环境,下面以一个程序为例，介绍如何在CCS下如何编译、连接、下载、调试程序。 1、新建一个工程文件 如果你的CC2000安装在C:tic2xx目录上，先将你的test.c或test.asm，test.cmd，test.h文件置于c:tic2xxmyproject目录下