第四章 DSP开发环境与工具.doc

第四章 DSP开发环境与工具本文由gudujiangone贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第四章 DSP的开发环境与工具 主要内容 软件开发过程及开发工具 CCS集成开发环境 集成开发环境 软件开发过程及开发工具 一般估计，一个嵌入式系统， 一般估计，一个嵌入式系统，开发的 80%的努力，以及系统的 的努力， 的努力 以及系统的80%的复杂程 的复杂程 取决于软件。 度，取决于软件。 因此， 因此，设计人员在为实时系统选择 处理器时，都极为看重先进的、 处理器时，都极为看重先进的、易于使 用的开发环境与工具。 用的开发环境与工具。 DSP的开发环境和工具 的开发环境和工具 代码生成工具 系统集成及调试环境与工具 实时操作系统 C 优化编译器 TI 为其 为其TMS320系列 DSP提供了系列的 C 编 系列 提供了系列的 译器。 译器。将标准 C 源文件编译成为相应片种的汇 编语言源代码文件，进而汇编和连接， 编语言源代码文件，进而汇编和连接，产生可 执行的目标文件。 执行的目标文件。 编译器符合ANSI C 标准；有运行支 标准； 这些 C 编译器符合 持库； 一个外壳程序（ 持库 ； 一个外壳程序 （ shell program） 可以 ） 源代码翻译成为TMS320的目标代码。 的目标代码。 一步将 C 源代码翻译成为 的目标代码 汇编语言工具 TMS320的汇编语言工具是一个软件包， 的汇编语言工具是一个软件包， 的汇编语言工具是一个软件包 其中包括： 汇编器 连接器 归档器 交叉引用列表器 十六进制转换公用程序 汇编器（ 汇编器（Assembler） ） 将汇编语言的源程序文件汇编成为机 器语言的目标程序文件，其格式为COFF 器语言的目标程序文件，其格式为 公用目标文件格式） （ 公用目标文件格式 ） 。 汇编语言源程 序 可 以 包 括 汇 编 语 言 指 令 （ instruction ） 、 汇 编 指 令 （ assembler directives ） 和 宏 指 令 （macro directives） ） 连接器（ 连接器（Linker） ） 连接器的基本任务是将目标文件连接 在一起， 产生可执行模块。 在一起 ， 产生可执行模块 。 连接器可以 接受的输入文件包括汇编器产生的COFF 接受的输入文件包括汇编器产生的 目标文件、 命令文件、 库文件、 目标文件 、 命令文件 、 库文件 、 以及已 部分连接好了的文件。 部分连接好了的文件 。 它所产生的可执 目标模块可以装入各种开发工具， 行COFF目标模块可以装入各种开发工具 目标模块可以装入各种开发工具 或由TMS320器件来执行 或由 器件来执行 归档器（ 归档器（Archiver） ） 归档器允许用户将一组文件归入一个 档案文件（ ）。例如 例如， 档案文件（库）。例如，将若干个宏归 入一个宏库，汇编器将搜索这个库， 入一个宏库，汇编器将搜索这个库，并 调用源文件中使用的宏。 调用源文件中使用的宏。也可以用归档 器将一组目标文件收入一个目标文件库， 器将一组目标文件收入一个目标文件库， 连接器将连接库内的成员， 连接器将连接库内的成员，并解决外部 引用 交叉引用列表器 （Cross-Reference Lister） ） 交叉引用列表器是一个查错的工具。 交叉引用列表器是一个查错的工具。 它接受已经连接好的目标文件作为输入， 它接受已经连接好的目标文件作为输入， 产生一个交叉引用列表作为输出。 产生一个交叉引用列表作为输出。它列 出符号、符号的定义、 出符号、符号的定义、以及它们已经连 接的源文件中的引用 十六进制转换公用程序 （Hex Conversion Utility） ） 将COFF目标文件转换成为若干种标准的文件 目标文件转换成为若干种标准的文件 格式： 格式： ASCII-十六进制 十六进制 Extended Tektronix Intel MCS-86 Motorola Exorciser TI SDSMAC 系统集成与调试工具 TI公司为 公司为TMS320系统的集成与调试所 公司为 系统的集成与调试所 提供的工具包括调试器接口 （C/Assembly source debugger）、 ）、 软仿真器（ ）、DSP入门套件 软仿真器（Simulator）、 ）、 入门套件 ）、标准评估 （DSK，DSP Starter Kit）、标准评估 ， ）、 模块（ ）、以及扩展开发系统 模块（EVM）、以及扩展开发系统 ）、以及扩展开发系统XDS （eXtended Development System） ） 等 软件仿真器（ 软件仿真器（Simulator） ） 将链接器输出文件（ 文件） 将链接器输出文件（.out文件）调入到一个 文件 调入到一个PC 机的软件模拟窗口下， 机的软件模拟窗口下，对DSP代码进行软件模 代码进行软件模 拟和调试。TMS320软件仿真器是一个软件程 拟和调试。 软件仿真器是一个软件程 使用主机处理器和存储器仿真TMS320 序，使用主机处理器和存储器仿真 DSP的微处理器和微计算机模式，从而进行软 的微处理器和微计算机模式， 的微处理器和微计算机模式 件开发和非实时的程序验证。 件开发和非实时的程序验证。 硬件在线仿真器（ 硬件在线仿真器（XDS Emulator） ） 为可扩展的开发系统仿真器（ ），可 为可扩展的开发系统仿真器（XDS510），可 ）， 以用来进行系统级的集成调试，是进行DSP芯 以用来进行系统级的集成调试，是进行 芯 片软、硬件开发的最佳工具。XDS510是TI为 片软、硬件开发的最佳工具。 是 为 其系列DSP设计用以系统调试的专用硬件仿真 其系列 设计用以系统调试的专用硬件仿真 ），它使用 标准， 器（Emulators），它使用 ），它使用JTAG标准，使用 标准 这种方法， 这种方法，程序可以从片外或片内的目标存储 器实时执行， 器实时执行，在任何时钟速率下都不会引入额 外的等待状态。 外的等待状态。 评估模块（ 评估模块（EVM板） 板 TMS320的评估模块是廉价的开发板，用于对 的评估模块是廉价的开发板， 的评估模块是廉价的开发板 DSP芯片的性能评估、标准程序检查，也可以 芯片的性能评估、 芯片的性能评估 标准程序检查， 用来组成一定规模的用户DSP系统。 用来组成一定规模的用户 系统。 系统 CCS集成开发环境 集成开发环境 TMS320C54x代码生成工具，如汇编器、链接器、 代码生成工具，如汇编器、链接器、 代码生成工具 C/C+编译器、建库工具等。 编译器、 编译器 建库工具等。 CCS集成开发环境（Integrated Developong 集成开发环境（ 集成开发环境 Envirorment，IDE），包括编辑器、工程管理工具、 ），包括编辑器 ， ），包括编辑器、工程管理工具、 调试工具等。 调试工具等。 DSP/BIOS（Basic Input and Output System）插 （ ） 件及应用程序接口API（Application Progran 件及应用程序接口 （ Interface）。 ）。 RTDX（Real Time Data Exchange）实时数据交换 （ ） 插件、主机（ 插件、主机（Host）接口及相应的 ）接口及相应的API。 。 CCS系统安装 系统安装 CCS对PC机的最低要求为 对 机的最低要求为 机的最低要求为Windows 95、32M 、 RAM、100M剩余硬盘空间、奔腾 以上处理 剩余硬盘空间、 、 剩余硬盘空间 奔腾90以上处理 显示器（ 以上）。 器、SVGA显示器（分辨率 显示器 分辨率800600以上）。 以上 CCS系统设置 系统设置 在安装CCS之后、运行 之后、运行CCS软件之前，首先需 软件之前， 在安装 之后 软件之前 要运行CCS设置程序，根据用户所拥有的软、 设置程序， 要运行 设置程序 根据用户所拥有的软、 硬件资源对CCS进行适当的配置。 硬件资源对 进行适当的配置。 进行适当的配置 启 动 Setup CCS 应 用 程 序 ， 将 显 示 Code Composer Studio Setup窗口。 窗口。 窗口 在Factory Boards中添加设置 中添加设置 下选择C55xx，将看到所有 在Family下选择 下选择 ，将看到所有C55xx 的仿真驱动，包括软件仿真和硬件仿真； 的仿真驱动，包括软件仿真和硬件仿真； 下选择Simulator，在Available 在Platform下选择 下选择 ， Factory Boards中只显示软件仿真驱动，选 Boards中只显示软件仿真驱动 中只显示软件仿真驱动， 中相应的驱动； 中相应的驱动； 双击C55xx Rev4.0 CPU Functional 双击 Simulator，可以在 ，可以在My System下看到所加入 下看到所加入 的驱动； 的驱动； 点击Save & Quit，将保存设置退出 点击 ，将保存设置退出Setup CCStudio v3.1并启动运行 并启动运行CCStudio。 并启动运行 。 CCS文件名介绍 文件名介绍 *.mak：CCS定义的工程项目文件； ： 定义的工程项目文件； 定义的工程项目文件 *.c：C语言编写的源程序文件； 语言编写的源程序文件； ： 语言编写的源程序文件 *.asm：汇编语言编写的源程序文件； ：汇编语言编写的源程序文件； *.h：C语言程序的头文件，包括 语言程序的头文件， ： 语言程序的头文件 包括DSP/BIOS API模块的头 模块的头 文件； 文件； *.lib：库文件； ：库文件； *.cmd：链接命令文件； ：链接命令文件； *.obj：由源文件编译或汇编后所生成的目标文件； ：由源文件编译或汇编后所生成的目标文件； *.out：完成编译、汇编、链接后所形成的可执行文件， ：完成编译、汇编、链接后所形成的可执行文件， 可在CCS监控下调试和执行； 监控下调试和执行； 可在 监控下调试和执行 *.wks：工作空间文件； ：工作空间文件； *.cdb：CCS的配置数据库文件，是使用 的配置数据库文件， ： 的配置数据库文件 是使用DSP/BIOS API 模块所必须的。 模块所必须的。 链接器命令文件的编写和使用 链接命令文件中可以使用MEMORY命令和 命令和 链接命令文件中可以使用 SECTIONS命令来定义目标系统的存储器配置 命令来定义目标系统的存储器配置 图及段的映射。 图及段的映射。 链接命令文件为ASCII文件 可包含以下内容： 文件， 链接命令文件为ASCII文件，可包含以下内容： 输入文件名，即指定要链接的目标文件、 输入文件名，即指定要链接的目标文件、文档库 文件或其他命令文件。当调用其他命令文件时， 文件或其他命令文件。当调用其他命令文件时， 该语句要放在命令文件的最后， 该语句要放在命令文件的最后，因为链接器不能 从调用的命令文件返回。 从调用的命令文件返回。 链接器选项，可以用在链接器命令行， 链接器选项，可以用在链接器命令行，也可以编 写在命令文件中。 写在命令文件中。 MEMORY和SECTIONS链接伪指令，存储器 和 链接伪指令， 链接伪指令 伪指令MEMEORY，用来定义目标系统的存储 伪指令 ， 器空间。段伪指令SECTIONS负责告诉链接器 器空间。段伪指令 负责告诉链接器 将输入文件中用.text、.data、.bss、.sect等 将输入文件中用 、 、 、 等 伪指令定义的段放到MEMORY命令描述的存 伪指令定义的段放到 命令描述的存 储器空间的什么位置。 储器空间的什么位置。 MEMORY伪指令的一般语法为： 伪指令的一般语法为： 伪指令的一般语法为 MEMORY PAGE 0: name1(attr): original=constant, length=constant; PAGE n: namen(attr): original=constant, length=constant; 指定存储器空间页面， （1）PAGE指定存储器空间页面，最多 ） 指定存储器空间页面 最多255。 。 通常PAGE 0用于程序存储器，PAGE 1用于 用于程序存储器， 通常 用于程序存储器 用于 数据存储器。如果不指定PAGE，链接器默认 数据存储器。如果不指定 ， 指定PAGE 0。每一个PAGE代表一个完全独 指定 。每一个 代表一个完全独 立的地址空间。 立的地址空间。 是存储器区间的取名， （2）name是存储器区间的取名，可由 ） 是存储器区间的取名 可由164 个字符组成，包括AZ、az、$、.、_。名称 个字符组成，包括 、 、 、 、 。 对链接器没有特殊的含义， 对链接器没有特殊的含义，只是用来区分链接 器区间。在不同的PAGE里区间名可以相同， 里区间名可以相同， 器区间。在不同的 里区间名可以相同 但有同一个PAGE里区间名不能相同，且不能 里区间名不能相同， 但有同一个 里区间名不能相同 重叠配置。 重叠配置。 指定存储区的14种属性，属性为任 种属性， （3）attr指定存储区的 ） 指定存储区的 种属性 选项， 选项，利用属性将输出段定位到存储器时加以 限制。 限制。 R：指定该存储区可以读。 ：指定该存储区可以读。 W：指定该存储区可以写。 ：指定该存储区可以写。 X：指定该存储区可以装入可执行代码。 ：指定该存储区可以装入可执行代码。 I：指定该存储区可以进行初始化。 ：指定该存储区可以进行初始化。 如果不给存储区指定属性，默认为具有以上4 如果不给存储区指定属性，默认为具有以上 种属性， 种属性，可以不受限制地将任何输出段分配到 该存储区。 该存储区。 指定存储区的起始地址， （4）original指定存储区的起始地址，可以简 ） 指定存储区的起始地址 写为org或o，该值是一个 位二进制常数， 位二进制常数， 写为 或 ，该值是一个16位二进制常数 可以用十进制、八进制或十六进制数表示。 可以用十进制、八进制或十六进制数表示。 （5）length指定存储区的长度，可以简写为 指定存储区的长度， ） 指定存储区的长度 len或l。 或。 SECTIONS伪指令语法格式如下： 伪指令语法格式如下： 伪指令语法格式如下 SECTIONS name: property ,property ,property name: property ,property ,property name: property ,property ,property 段 .text：包括可执行代码、字符串和编译器产生的常数 ：包括可执行代码、 .data:数据段 数据段 .cinit：初始化变量和常数表 ： .const：字符串和以const关键字定义的常量 .const：字符串和以const关键字定义的常量 .switch：包含switch语句表 ：包含 语句表 .bss：为全局变量和静态变量保留空间 ： .stack：为C的系统堆栈分配存储空间 ： 的系统堆栈分配存储空间 .system：动态分配存储器分配保留空间，为C语言函 ：动态分配存储器分配保留空间， 语言函 数malloc、calloc、realloc动态分配存储器 、 、 动态分配存储器 通常， 通常，.text、.cinit、.switch段可以链接到系 、 、 段可以链接到系 统的ROM或RAM中且必须是在程序存储器中 统的 或 中且必须是在程序存储器中 （page0） ；.const段可以链接到系统的 ） 段可以链接到系统的 ROM或RAM中，且必须是在数据存储器中 或 中 （page1） ；.bss、.stack、.system段必须 ） 、 、 段必须 链接到系统的RAM中，且必须是在数据存储器 链接到系统的 中 中（page1） 。 ） 链接器命令文件举例 -o hello.out -m hello.map MEMORY PAGE 0: VECT:origin=0x8000h,length 0x040h PAGE 0: PROG:origin=0x8040h,length 0x600h PAGE 1: DATA:origin=0x8000h,length 0x400h SECTIONS .vectors VECT PAGE 0 .text PROG PAGE 0 .bss DATA PAGE 1 .const DATA PAGE 1 用CCS开发简单的程序 开发简单的程序 1创建新的工程文件 创建新的工程文件 工程文件中包含着设计中所有的源代码文件、 工程文件中包含着设计中所有的源代码文件、 链接器命令文件、库函数、头文件等。 链接器命令文件、库函数、头文件等。 （1）在CCS的安装目录的 的安装目录的myprojects子目录下 ） 的安装目录的 子目录下 创建一个myfile1目录。 目录。 创建一个 目录 菜单中选择New项， （2）启动 ）启动CCS，在Project菜单中选择 ， 菜单中选择 项 中输入myfile1，CCS将创建一个名 在 Project中输入 中输入 ， 将创建一个名 的工程。 为myfile1.pjt的工程。 的工程 2.将文件添加到工程中 将文件添加到工程中 （1）新建源文件 ） 执行菜单file/New/source files,并把文件 执行菜单 并把文件 保存在myfile工程文件夹下 工程文件夹下。 保存在myfile工程文件夹下。 （2）在工程中添加源文件 ） 执行菜单project/add files to project，把此文 执行菜单 ， 件添加到工程中。 件添加到工程中。 3生成和运行程序 （ 1）选择菜单命令 ） 选择菜单命令ProjectRebuild All，对工程重新 ， 编译、 汇编和链接， 编译 、 汇编和链接 ， 主窗口下方的信息窗口将显示 build进行汇编、编译和链接的相关信息。 进行汇编、 进行汇编 编译和链接的相关信息。 2） 选择菜单命令FileLoad Program， （ 2 ） 选择菜单命令 FileLoad Program ， 在当前目录 目录下选择myfile.out并打开， 将 Build生成 并打开， 的 Debug目录下选择 目录下选择 并打开 生成 的程序加载到DSP中。 的程序加载到 中 （3）选择菜单命令DebugRun或在 ）选择菜单命令 或在Debug工具栏上单 工具栏上单 或在 按钮， 击Run按钮，运行该程序。 按钮 运行该程序。 举例 实现数组 a20=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15, 16,17,18,19,x20=1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1, 1,1,1,1,1,1,1,1的初始化，并将数据存储器中 的初始化， 的初始化 的数组x20复制到数组 复制到数组y20，将数据存储器 的数组 复制到数组 ， 中的a20写入到程序存储器 写入到程序存储器PROM(2000H中的 写入到程序存储器 2013H),再将程序存储器 再将程序存储器PROM中的 个数据 中的20个数据 再将程序存储器 中的 存入数据存储器DATA(0200H-0213H) 存入数据存储器 1.编写汇编源程序 编写汇编源程序 .mmregs .data TBL: .word 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19 .word 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 PROM : .usect “PROM”,20 .bss a,20 .bss x,20 .bss y,20 DATA .usect “DATA”,20 .text Start: STM #a,AR1 RPT #39 MVPD TBL,*AR1+ STM #x,AR2 STM #y,AR3 RPT #19 MVDD *AR2+,*AR3+ STM #a,AR1 LD #PROM,A STM #19,AR3 LOOP: WRITA *AR1+ ADD #1,A,A BANZ LOOP,*AR3LD #PROM-1,A STM #DATA,AR1 ST #19,BRC RPTB LOOP1 ADD #1,A,A LOOP1: READA *AR1+ WAIT: NOP B WAIT 2.建立汇编源程序 建立汇编源程序 环境下， 在CCS环境下，点击 环境下 点击file/new/source file菜单 菜单 命令，打开一个空白文档，将汇编程序输入。 命令，打开一个空白文档，将汇编程序输入。 单击file/save菜单命令，在D:program 菜单命令， 单击 菜单命令 filestimyprojects下保存文件名为 下保存文件名为mymove， 下保存文件名为 ， 并选择保存类型为*.asm。 并选择保存类型为 。 3.建立链接命令文件 建立链接命令文件 _o mymove.out _m mymove.map MEMORY PAGE 0: RAM: origin=1000h,length=800h RAM1:origin=2000h,length=300h PAGE 1: DARAM1: origin=0100h,length=100h DARAM2: origin=0200h,length=100h SECTIONS .data :RAM PAGE 0 .text :RAM PAGE 0 PROM:RAM1 PAGE 0 .bss :DARAM1 PAGE1 DATA :DARAM2 PAGE1 4.创建一个新工程 创建一个新工程 菜单中选择new项，弹出 在project菜单中选择 菜单中选择 项 弹出project creation窗口，在project栏中输入 窗口， 栏中输入mymove， 窗口 栏中输入 ， 单击“完成”按钮，CCS将创建一个名为 单击“完成”按钮， 将创建一个名为 mymove.pjt的工程，此文件保存了工程的设 的工程， 的工程 置信息及工程中的文件引用情况。 置信息及工程中的文件引用情况。 5.将有关文件添加到工程中 将有关文件添加到工程中 菜单中选取add files to project命令， 命令， 从project菜单中选取 菜单中选取 命令 选择文件mymove.asm，双击“找开”按钮， 选择文件 ，双击“找开”按钮，