“DSP控制器及其应用”第五章集成开发环境.ppt

2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.1/45,DSP 控制器及其应用 Digital Signal Processor,DSP 集成开发环境,自动化及电气工程专业选修课,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.2/45,第五章 DSP 的集成开发环境,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.3/45,CCS 技术概述,Code Composer StudioTM,硬件配置 工程管理 IDE 编辑环境 实时组件 编译的高效率 高效的 VLIW 组件 IDE 调试环境 数据信号的输入输出 手工测试 / 自动测试 CCS 的交互性 数据的虚拟 能及时发现程序中的问题 实时分析 第三方的插件,CCS 是 TI 公司为其 TMS320系列 DSP 提供的一个高度集成的软件开发和调试环境。DSP 工程项目管理、源代码的编辑、目标代码的生成、调试和分析都打包在一个环境中，使其可以基本涵盖软件开发的每一个环节。,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.4/45,CCS 软件的重要性,做一个单片机系统和一个 DSP 系统时，两者的比较,单片机系统: 67% 软件开发工具 56% I/O 功能 55% 成本 32% 熟悉程序 31% 速度,DSP系统： 78% 性能 65% 开发工具 61% 软件支持 52% 成本,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.5/45,CCS 的发展,工具集成,可重用性,产品周期缩短、开发成本上涨,系统的成本,极大的提高产品推向市场的时间、提高了产品的质量,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.6/45,IDE 开发环境,主机（PC 机）,TMS320 DSP,资源配置,编译,软仿真,调试,实时分析,JTAG,DSP/BIOS,目标服务,应用,由于能及时开发出新的应用软件，所以相同的硬件能实现不同的应用,第三方组件,Code Composer Studio,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.7/45,DSP 开发周期,接到工程后 参数分析,软件工具是及时向市场推出产品的关键所在！,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.8/45,CCS - Code Composer Studio,集成的开发环境 Integrated Development Environment (IDE) 集成了开发过程中的每个步骤,DSP/BIOS 能进行实时分析 在不停止处理器运行的情况下观察数据 及时发现问题,数据的可视性 用图象来观察 DSP 数据 能直观地分析,第三方的支持 能根据开发需要增加第三方的模块,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.9/45,硬 件 配 置,CCS 的设置 支持多 CPU Save/load 多个配置文件 设置方便,Code Composer Studio Detailed Technical Feature Presentation,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.10/45,可视化的工程管理,文件管理方便 Drag & drop Fast access Easy file manipulation Easily view source, include, library files etc.,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.11/45,IDE 编译环境,C 语言和汇编可混编 可高亮显示程序语句 可设置断点 有查找、替代功能 在线 HELP 功能 快捷键功能 书签功能 EDIT 功能,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.12/45,实时功能的配置,最高的存储器利用率 自动增加: 实时功能 中断向量的定义 存贮器的映射 定义线程 增加组件 编译过程中能智能检测到程序错误,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.13/45,编 译 效 率,集成代码产生工具 TI 高效的代码编译技术 图形化的选项功能 用 C 语言编定程序从而能节约开发者大量时间,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.14/45,高效的 VLIW 生成工具,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.15/45,CCS 的 IDE 调试功能,先进的断点设置功能 基于 C 的条件断点设置 C 和汇编混合调试 具有 watch window 可观察变量 多 DSP 调试 全局断点设置 可同时控制 32 个以上的组 对于相同的 DSP 可同时调试多个板卡,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.16/45,数字信号的输入和输出,探针功能 数字信号可直接存入文件中，便于 I/O,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.17/45,手工和自动测试功能,基于 C 描述语言 易于掌握和学习 易于控制 DSP 应用程序 支持多个功能模块 快速定做 GUI 增加菜单项 创建对话框 自动测试功能 自动重复功能,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.18/45,交互功能,使用探针 性能测试 代码分析 代码优化 在调试其它代码时能获取另外一些代码的探 针信息,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.19/45,虚拟的数据环境,用常用的格式观察数据 通过改变一些变量来观察效果 多种图象观察方式 Time/frequency FFT Eye diagram Constellation plot Image displays & more 无需改变代码,Graphical Signal Analysis,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.20/45,及时发现、纠正问题,实时分析,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.21/45,实时分析（1）,Real-time Data Exchange （RTDX） 主机与从机间的实时数据交换 在 C2000 系统上的 20KByte per second 带宽 DSP/BIOS Priority based, preemptive real-time scheduler Fully instrumented and user controllable 少量过热 1KWord & 1 MIPS 多线程 最小的中断延时 免版税,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.22/45,实时分析（2）,Gain insight into the nature of your application 分析多线程应用程序 跟踪、记录实时数据流 统计实时系统的相关信息 用管道技术管理数据 仅用 30 cycles 就能显示数据,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.23/45,第三方的嵌入模块,影响 DSP 的最大的第三方网络 能扩展和配置 IDE 环境 为创建新的 DSP 解决方案而 使用相应的第三方模块 第三方模块包含:,方框图和原始代码生成器 信号分析工具 通过扩展的应用程序产生相关的控制 快速保护功能,滤波器 应用程序的配置 自动的 S/W 测试工具 软件配置工具,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.24/45,CCS 的优点小结,DSP 有很多可使用的集成开发工具: 功能强大的 实时分析功能 直观的数据图形显示功能 能扩展系统的第三方支持模块 能极大地减少开发人员的研发时间 使有限的资源得到最高效的利用,CCS makes DSP easy !,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.25/45,第五章 DSP 的集成开发环境,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.26/45,CCS 的主要工具及功能,C 编译器、汇编优化器和连接器（代码生成工具）； 指令集仿真器（Simulator）； 实时的基础软件（DSP/BIOS）； 主机和目标机之间的数据交换（RTDX）； 实时分析和数据可视化。,利用 CCS，用户可以方便地建立一个 DSP 的工程项目，并对相应的源文件进行管理或编辑修改。所有源文件的编译、汇编和连接只需要一个按钮就可以一次完成，用户不必再通过输入冗长的命令行来完成这些操作。,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.27/45,创建和测试一个工程项目（1）,创建一个新工程,从桌面上的快捷键或在开始菜单中运行 CCS。,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.28/45,创建和测试一个工程项目（2）,在菜单条的Project 中选择 New 项。打开如右窗口。,在Project栏中填入想要的项目名，如图中的“Volume1”所示。,创建一个新工程,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.29/45,创建和测试一个工程项目（3）,点击“完成”，这样 CCS 就新建立了一个名为“Volume1.pjt”的工程文件。,创建一个新工程,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.30/45,创建和测试一个工程项目（4）,添加文件,执行菜单命令“Project -Add Files to Project”，分别将 c:tic2000 cgtoolslib 中的rtc2400.lib和c:titutorialsim24xxVolume1中的load.asm、vectors.asm、volume.c及volume.cmd文件添入，如图。,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.31/45,创建和测试一个工程项目（5）,添加文件,在工程浏览窗中右击volume1.pjt，然后选择Scan All Dependencies，这样 volume.h文件将会出现工程浏览窗中的include文件夹 ，如图。,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.32/45,创建和测试一个工程项目（6）,观察和编辑源代码,双击volume.c，即可在 CCS 编辑窗看到源代码，并对其进行编辑，如图所示。,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.33/45,创建和测试一个工程项目（7）,编译程序,选择 Project-Rebuild All 或者单击工具条上的图标 (Rebuild All)，CCS 将重新对工程中所有文件进行编译，汇编和连接，并同时在底部窗口中显示编译连接信息 ，如图所示。,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.34/45,创建和测试一个工程项目（8）,装载程序,选择 File - Load Program。选择你刚刚建造的文件 volume1.out,并打开。 CCS会将它装载到目标DSP中，装载完毕之后会自动弹出Disassembly 窗口（另外注意到CCS还会在底部窗口弹出stdout栏，用于显示程序在运行时的输出信息)。,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.35/45,在主菜单中单击DebugRun，或者在工具条图形上点击 Run 键 ，即可开始运行程序，如图所示。,创建和测试一个工程项目（9）,运行程序,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.36/45,第五章 DSP 的集成开发环境,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.37/45,常用汇编伪指令,C2000 系列 DSP 提供了极其丰富的汇编伪指令，以下就几个常用的伪指令进行介绍：,.include 编译时使得编译系统将其它文件包含在内； .ref 识别在本程序模块中使用的而在其它文件中定义的符号； .set 将常量赋予给符号，即定义常量； .sect 定义一个初始化的命名段，且将后续代码与该段相联系； .usect 在没初始化命名段内保留空间； .def 定义当前程序模块中定义的、在其它程序模块中可使用的符号； .bss 定义未初始化的变量，即声明变量； .data 定义初始化的数据命名段； .word 将 16 位数值存储在当前段内的连续字中； .text 定义段内代码部分，一般用于包含程序主代码； MEMORY 程序和数据空间的分配命令； SECTIONS 指定的程序段和数据单元的分配；,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.38/45,基本文件类型,一个完整的汇编应用程序由三个不同格式的文件所组成：,头文件 汇编语言文件 命令文件,头文件用来定义系统用到的一些寄存器的映射地址，以及用户自行定义的 一些变量和寄存器，该文件的扩展名为 .h,汇编语言文件是完成用户功能的应用程序，是系统软件的主体部分，其扩 展名为 .asm,命令文件又称系统配置文件，用来实现对程序存储空间和数据存储空间的 分配，即用户程序和数据存放在存储器中的具体位置，该文件扩 展名为 .cmd,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.39/45,汇编语言文件,汇编语言文件在程序编译以后存储在程序存储单元。在汇编语言文件的开头要将所定义的相关的头文件包含进来（用.include伪指令）。下面以一个名为 hhj.asm 文件为例说明汇编语言文件的基本结构：,.include TMS320.H .def _c_int0 .set “vectors” ; 定义主向量区 RSVECT B _c_int0 ; 复位向量 INT1 B PHANTOM ; 中断优先级 1 INT2 B GISR2 . .set “.pvecs” ; 定义偏移向量区 PVECTORS B PHANTOM B T1PINTISR ; T1PINT 中断偏移向量 .text ; 主程序 _c_int0: SECT INTM CLRC SXM GISR2: 保护现场 中断处理 恢复现场 RET ; 中断返回 END ; 程序结束,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.40/45,第五章 DSP 的集成开发环境,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.41/45,头 文 件,头文件只在程序编译的过程中使用，不占用程序存储单元；另外，系统中没有用到的寄存器，不必在头文件中进行定义。,以下用一个简单头文件 TMS320.H 为例来说明。 .H 文件的基本结构：,IMR .set 0004h ; 中断屏蔽寄存器 IFR .set 0006h ; 中断标志寄存器 PIVR .set 701Eh ; 系统模块向量寄存器地址 MCRA .set 7090h ; I/O 控制寄存器 A MCRB .set 7092h ; I/O 控制寄存器 B ,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.42/45,系统配置文件,系统配置文件（命令文件）是定义用户的汇编程序存放在程序存储器中的位置，定义用户程序中自定义的变量在所使用数据存储器中的确定位置。在该文件中使用两个伪指令： MEMORY 和 SECTIONS 。,2009 年8月28日,DSP 控制器及其应用 制作者：张志杰 版本 4.1,No.43/45,一个典型的系统配置文件,MEMORY PAGE0: VECS: origin = 0000h, length = 40h PROG: origin = 100h, length = 8000h PAGE1: B2 : origin = 60h, length = 20h B0 : origin = 200h, length = 100h B1 : origin = 300h, length = 100h SECTIONS vectors: VECS PAGE0 .text : PROG PAGE0 .bass : B0 PAGE1 buff