ccs集成开发环境

1、.第四章第四章DSP的的开发环境与工具开发环境与工具 . 一般估计，一个嵌入式系统，开一般估计，一个嵌入式系统，开发的发的80%的努力，以及系统的的努力，以及系统的80%的复杂程度，取决于软件。的复杂程度，取决于软件。 因此，设计人员在为实时系统选因此，设计人员在为实时系统选择处理器时，都极为看重先进的、择处理器时，都极为看重先进的、易于使用的开发环境与工具。易于使用的开发环境与工具。.DSP的开发环境和工具大致的开发环境和工具大致可以分为以下几类：可以分为以下几类：v代码生成工具代码生成工具v系统集成及调试环境与工具系统集成及调试环境与工具v实时操作系统实时操作系统.C 优化编译器优化编译器

2、 TI 为其为其TMS320系列系列 DSP提供了系列的提供了系列的 C 编译器。将标准编译器。将标准 C 源文件编译成为相源文件编译成为相应片种的汇编语言源代码文件，进而汇应片种的汇编语言源代码文件，进而汇编和连接，产生可执行的目标文件。编和连接，产生可执行的目标文件。 这些这些 C 编译器符合编译器符合ANSI C 标准；有运标准；有运行 支 持 库 ； 一 个 外 壳 程 序 （行 支 持 库 ； 一 个 外 壳 程 序 （ s h e l l program）可以一步将）可以一步将 C 源代码翻译成源代码翻译成为为TMS320的目标代码。的目标代码。.C 优化编译器主要特点优化编译器主

3、要特点v 完全符合完全符合ANSI C标准标准v带有一个完整的运行支持库，包括带有一个完整的运行支持库，包括字符串操作，动态存储器分配，数字符串操作，动态存储器分配，数据转换，三角、指数和双曲线函数据转换，三角、指数和双曲线函数等。可以对运行支持函数库和用户等。可以对运行支持函数库和用户定义函数库作扩展定义函数库作扩展.C 优化编译器主要特点优化编译器主要特点v使用多种先进技术来从使用多种先进技术来从 C 源代码产源代码产生高效汇编代码。通用优化可用于生高效汇编代码。通用优化可用于任何任何 C 代码，而对各片种的专门优代码，而对各片种的专门优化更适应该片种的结构特点。通过化更适应该片种的结构特

4、点。通过简化循环、重新安排语句和表达式、简化循环、重新安排语句和表达式、将变量安排入寄存器等方法来改善将变量安排入寄存器等方法来改善执行速度执行速度，减小减小 C 程序的大小程序的大小.C 优化编译器主要特点优化编译器主要特点v归档器公用程序（归档器公用程序（Archiver Utility），），将文件归入单一的档案文件或库中，将文件归入单一的档案文件或库中，可以对库作文件的添加、删除、替可以对库作文件的添加、删除、替换等。可以将目标文件库作为连接换等。可以将目标文件库作为连接器的输入器的输入.C 优化编译器主要特点优化编译器主要特点v公用目标文件格式（公用目标文件格式（COFF，Commo

5、n Object ）使用户能够在连）使用户能够在连接时定义自己系统的存储器映射，接时定义自己系统的存储器映射，将将 C 代码和数据连接到特定的存储代码和数据连接到特定的存储区域，从而最大限度地改善其性能。区域，从而最大限度地改善其性能。COFF还为源程序一级的查错提供强还为源程序一级的查错提供强有力的支持有力的支持.C 优化编译器主要特点优化编译器主要特点v包含一个外壳程序（包含一个外壳程序（Shell Program），只用一个命令，就可），只用一个命令，就可以编译、汇编、和连接，直接从以编译、汇编、和连接，直接从C原原文件产生可执行的文件产生可执行的COFF文件文件.C 优化编译器主要特点

6、优化编译器主要特点v多种列表文件：多种列表文件：（1）汇编语言源文件，可以有选择地）汇编语言源文件，可以有选择地包括内部列表、包括内部列表、C源代码及使用寄存源代码及使用寄存器的信息器的信息（2）预处理输出文件）预处理输出文件（3）带有行号和操作码的汇编列表文）带有行号和操作码的汇编列表文件件.C 编译器的优化编译器的优化C编译器的效率取决于所作的优化的编译器的效率取决于所作的优化的范围和数量。范围和数量。TMS320的的C编译器能编译器能作很宽范围的多种优化，从而改善作很宽范围的多种优化，从而改善其编译所得代码的效率。其编译所得代码的效率。TMS320的的C编译器所作的优化分为适编译器所作的

7、优化分为适用于所有处理器的通用优化和针对用于所有处理器的通用优化和针对特定片种的专门优化特定片种的专门优化.通用优化通用优化v改变表达式，字符简化，常数合并改变表达式，字符简化，常数合并将表达式简化成为要求较少指令和较少寄将表达式简化成为要求较少指令和较少寄存器的等价形式：存器的等价形式：(a+b) - (c+d) - (a+b)-c)-d)a = (b+4) - (c+1) - a = b - c + 3.通用优化通用优化v数据流优化数据流优化 使用较少代价的表达式，检测出并使用较少代价的表达式，检测出并去除不必要的赋值，避免再计算已去除不必要的赋值，避免再计算已经计算过的值经计算过的值.通

8、用优化通用优化v优化转移优化转移/ /简化控制流简化控制流 分析程序的转移情况，重新安排分析程序的转移情况，重新安排操作顺序，消去转移或多余的条件操作顺序，消去转移或多余的条件.通用优化通用优化v优化循环相关变量，例如：优化循环相关变量，例如： 为数组元素设置下标的代码改为为数组元素设置下标的代码改为指针增量的代码；指针增量的代码； 用计数器控制的循环写成块循环，用计数器控制的循环写成块循环，或使用高效的增或使用高效的增/ /减量转移指令减量转移指令.通用优化通用优化v在循环中总是计算同样值的表达式，在循环中总是计算同样值的表达式，移到循环外面移到循环外面.针对特定片种的专门优化针对特定片种的

9、专门优化v将地址寄存器作为指针来使用。当将地址寄存器作为指针来使用。当数组下标结构成为循环变量时，这数组下标结构成为循环变量时，这种优化特别有效种优化特别有效.针对特定片种的专门优化针对特定片种的专门优化v以省时为基础的寄存器配置以省时为基础的寄存器配置 根据变量的类型、使用的情况和频根据变量的类型、使用的情况和频率，将寄存器配置存放变量和暂时率，将寄存器配置存放变量和暂时使用的值。循环中使用的变量的优使用的值。循环中使用的变量的优先级高于其他变量；不再重复使用先级高于其他变量；不再重复使用的变量可以配置到同一个寄存器的变量可以配置到同一个寄存器.针对特定片种的专门优化针对特定片种的专门优化v

10、通过使用块循环指令通过使用块循环指令RPTB来支持零来支持零开销循环开销循环v使用寄存器来传递函数的自变量使用寄存器来传递函数的自变量.汇编语言工具汇编语言工具TMS320的汇编语言工具是一个软件的汇编语言工具是一个软件包，其中包括包，其中包括：v汇编器汇编器v连接器连接器v归档器归档器v交叉引用列表器交叉引用列表器v十六进制转换公用程序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，其格为机器语言的目标程序文件，其格式为式为COFF（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

11、编语言汇编语言源程序可以包括汇编语言指令（指令（instruction）、汇编指令）、汇编指令（assembler directives）和宏指令）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器的基本任务是将目标文件连接在一起，产生可执行模块。连连接在一起，产生可执行模块。连接器可以接受的输入文件包括汇编接器可以接受的输入文件包括汇编器产生的器产生的COFF目标文件、命令文件、目标文件、命令文件、库文件、以及已部分连接好了的文库文件、以及已部分连接好了的文件。它所产生的可执行件。它所产生的可执行COFF目标模目标模块可以装入各种

12、开发工具块可以装入各种开发工具，或由或由TMS320器件来执行器件来执行.归档器（归档器（Archiver） 归档器允许用户将一组文件归入归档器允许用户将一组文件归入一个档案文件（库）。例如，将若一个档案文件（库）。例如，将若干个宏归入一个宏库，汇编器将搜干个宏归入一个宏库，汇编器将搜索这个库，并调用源文件中使用的索这个库，并调用源文件中使用的宏。也可以用归档器将一组目标文宏。也可以用归档器将一组目标文件收入一个目标文件库，连接器将件收入一个目标文件库，连接器将连接库内的成员，并解决外部引用连接库内的成员，并解决外部引用.交叉引用列表器交叉引用列表器（Cross-Reference Liste

13、r） 交叉引用列表器是一个查错的工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具。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入，产生一个交叉引用列表作为输出。它列出符号、符号的定作为输出。它列出符号、符号的定义、以及它们在已经连接的源文件义、以及它们在已经连接的源文件中的引用中的引用.十六进制转换公用程序十六进制转换公用程序（Hex Conversion Utility）将将COFF目标文件转换成为若干种标准目标文件转换成为若干种标准的文件格式：的文件格式：vASCII-十六进制十六进制vExtended TektronixvIntel MCS-86vMoto

14、rola ExorciservTI SDSMAC.系统集成与调试工具系统集成与调试工具 TI公司为公司为TMS320系统的集成与调系统的集成与调试所提供的工具包括调试器接口试所提供的工具包括调试器接口（C/Assembly source debugger）、）、软仿真器（软仿真器（Simulator）、）、DSP入门入门套件（套件（DSK，DSP Starter Kit）、标）、标准评估模块（准评估模块（EVM）、以及扩展开）、以及扩展开发系统发系统XDS（eXtended Development System）等）等.调试器接口调试器接口（C/Assembly source debugger

15、）v为嵌入式系统的开发提供了丰富的功能为嵌入式系统的开发提供了丰富的功能与灵活性。该调试器是下面要讨论的软与灵活性。该调试器是下面要讨论的软仿真器、评估模块、在线仿真器等的标仿真器、评估模块、在线仿真器等的标准接口。准接口。v该调试器可以运行在该调试器可以运行在PC或或SPARC等平台等平台上，对用上，对用C 或汇编语言写的程序提供完或汇编语言写的程序提供完全的控制。其代码分析功能通过快速确全的控制。其代码分析功能通过快速确认最费时的程序段，提示应该将开发时认最费时的程序段，提示应该将开发时间集中在什么地方间集中在什么地方.TMS320 debugger界面界面.TMS320 debugger

16、界面界面.数据显示窗口数据显示窗口.DEBUGGER的性能的性能v支持多操作，增强并行处理能力支持多操作，增强并行处理能力（多处理器、断点、单步）（多处理器、断点、单步）v对对C代码和汇编代码单独调试或同时代码和汇编代码单独调试或同时调试调试v灵活配置窗口界面灵活配置窗口界面v灵活的命令输入方式（鼠标、功能灵活的命令输入方式（鼠标、功能键、下拉菜单、批处理文件）键、下拉菜单、批处理文件）v全屏编辑，连续更新全屏编辑，连续更新.代码分析器（代码分析器（CODE PROFILE）v分别或同时分析分别或同时分析C C代码和汇编代码代码和汇编代码v对全局变量、模块、函数可以在各对全局变量、模块、函数可

17、以在各种层次上建立代码分析区域种层次上建立代码分析区域v广泛的统计功能，向用户提供代码广泛的统计功能，向用户提供代码中瓶颈问题的各种信息（代码的总中瓶颈问题的各种信息（代码的总执行时间、调用子程序的时间等）执行时间、调用子程序的时间等）.软仿真器（软仿真器（Simulator）vTMS320软件仿真器是一个软件程序，软件仿真器是一个软件程序，使用主机的处理器和存储器来仿真使用主机的处理器和存储器来仿真TMS320 DSP的微处理器和微计算机的微处理器和微计算机模式，从而进行软件开发和非实时模式，从而进行软件开发和非实时的程序验证。在的程序验证。在PC机上，典型的仿机上，典型的仿真速度为每秒几百

18、条指令真速度为每秒几百条指令.软仿真器的性能软仿真器的性能v在主机上执行用户的在主机上执行用户的DSP程序程序v修改和检查寄存器修改和检查寄存器v显示和修改数据及程序存储器显示和修改数据及程序存储器v外设、外设、cache、pipeline的时序仿真的时序仿真v设置断点设置断点v跟踪跟踪ACC、PC、AR、表达式的值、表达式的值v单步执行单步执行.软仿真器的性能软仿真器的性能v产生中断产生中断v对非法操作码和无效数据输入等提对非法操作码和无效数据输入等提供出错信息供出错信息v执行批处理文件中的命令执行批处理文件中的命令v文件方式快速存储和调用仿真参数文件方式快速存储和调用仿真参数v反汇编反汇编

19、v周期计数并显示周期计数并显示.DSP入门套件入门套件（DSK，DSP Starter Kit）v为初学者设计和生产的为初学者设计和生产的DSK是一种用以是一种用以评价评价DSP平台的廉价的开发工具。在平台的廉价的开发工具。在PC机的机的DOS或或Windows下，用户可以使用下，用户可以使用DSK来作来作DSP的实验，进行诸如控制系的实验，进行诸如控制系统、语音处理等应用；也可以用来编写统、语音处理等应用；也可以用来编写和运行实时源代码，并对其作评估；还和运行实时源代码，并对其作评估；还可以用来调试用户自己的系统可以用来调试用户自己的系统.TMS320C5x DSK.TMS320C5x DS

20、K.评估模块评估模块（EVM，Evaluation Module）vTMS320的评估模块（的评估模块（EVM）是廉）是廉价的开发板，用于器件评估、标准价的开发板，用于器件评估、标准程序检查、以及有限的系统调试。程序检查、以及有限的系统调试。EVM是一个是一个PC插件，包括目标处理插件，包括目标处理器、一个小容量的存储器、和有限器、一个小容量的存储器、和有限的外设。的外设。EVM可以用来实时运行代可以用来实时运行代码，并与外部系统接口码，并与外部系统接口.TMS320 EVM.TMS320C62 EVM.TMS320C40 PPDS.DES（DSP EXPEREMENT SYSTEM） 电子科

21、技大学电子科技大学-德州仪器德州仪器DSP实实验室，根据验室，根据TI的的DSK和和EVM的的特点和不足，在多年从事特点和不足，在多年从事DSP技技术研究及虚拟仪器开发的基础上，术研究及虚拟仪器开发的基础上，自行开发了一套自行开发了一套TMS320C54x的的实验与开发系统实验与开发系统DES。.DES PC插卡插卡.DES的图形化中文界面的图形化中文界面.信号源信号源.虚拟示波器虚拟示波器.虚拟频谱仪虚拟频谱仪.v包含一片包含一片100MHz的的VC5402（片内含（片内含16K DARAM），两块），两块AIC接口芯片接口芯片AC01（总共有（总共有两路独立的两路独立的A/D和和D/A通道

22、），通道），32K字的外部程字的外部程序存贮器，序存贮器，16K字的外部数据存贮器以及字的外部数据存贮器以及32K字节的字节的bootloader EPROM。v预留预留bootloader EPROM插座、插座、McBSP串口、串口、HPI并口、并口、JTAG调试接口以及其他通用调试接口以及其他通用IO的的插头插头v可以广泛应用于教学、实验、算法研究、系统可以广泛应用于教学、实验、算法研究、系统设计等领域。设计等领域。VC5402应用板应用板.1. 1. 两路独立的两路独立的A/DA/D和和D/AD/A通道；通道；2. HPI2. HPI接口引脚；接口引脚；3. 32KB3. 32KB启动启

23、动FLASH RAMFLASH RAM； 4. 16KW4. 16KW外部数据存储器；外部数据存储器；5. 32KW5. 32KW外部程序存储器；外部程序存储器； 6. 6. 外部电源输入外部电源输入7. McBSPs7. McBSPs串口引脚；串口引脚； 8. TMS320VC5402-PGE1008. TMS320VC5402-PGE100；9. JTAG9. JTAG引脚；引脚； 10.10.复位按钮复位按钮.TMS320硬件仿真器硬件仿真器（Emulators）v扩 展 开 发 系 统 （扩 展 开 发 系 统 （ X D S ， e x t e n d e d development

24、 system）是功能强大的全速）是功能强大的全速仿真器，用以作系统级的集成与调试。仿真器，用以作系统级的集成与调试。v扫描式仿真（扫描式仿真（Scan-Based Emulator）是）是一种独特的、非插入式的系统仿真、集一种独特的、非插入式的系统仿真、集成、调试方法。使用这种方法，程序可成、调试方法。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，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在任何时钟速度下都不会引入额外的等待状态待状态.TMS320边界扫描式仿真器边界扫描式仿真器.TMS320边界扫描式仿真器边界扫描式仿真器.集成化的集成化的DSP开发环

25、境开发环境CODE COMPOSER STUDIOv为为TI的的C2000, C5000和和C6000而设计而设计v将编辑、调试、项目管理、分析和探测将编辑、调试、项目管理、分析和探测集成在一个环境里集成在一个环境里v代码生成器（代码生成器（C编译器、汇编器与连接器）编译器、汇编器与连接器）v指令集仿真器指令集仿真器v实时的基础软件（实时的基础软件（DSP/BIOS）. v主机和目标机之间的实时数据交换主机和目标机之间的实时数据交换（RTDX）v实时分析和数据可视化实时分析和数据可视化v目前可用于目前可用于WIN95/98/NT/UNIX.基于基于WIN的图形化界面的图形化界面.集成式开发环境

26、的结构集成式开发环境的结构.实时数据交换（实时数据交换（RTDX）.从探测点注入和提取信号从探测点注入和提取信号.多目标调试多目标调试.eXpressDSP实时软件技术实时软件技术.eXpressDSP实时软件技术实时软件技术v使使DSP产品的开发过程得以简化和产品的开发过程得以简化和统一统一v为为OEM厂商提供可重复使用的软件厂商提供可重复使用的软件组成部分组成部分v大大缩短产品的开发时间，可以达大大缩短产品的开发时间，可以达到到50%以上以上.eXpressDSP实时软件技术实时软件技术.Code Composer Studio.Code Composer Studiov开放的、具有强大集

27、成能力的开发环境开放的、具有强大集成能力的开发环境v由先进开发工具组成的直观的系统，可由先进开发工具组成的直观的系统，可以大大缩短以大大缩短DSPDSP的编程时间的编程时间v高级的编码工具，可提供第三方工具接高级的编码工具，可提供第三方工具接入的开放式结构入的开放式结构v开发人员可以采用特定的工具自定义环开发人员可以采用特定的工具自定义环境，满足特殊的设计需要境，满足特殊的设计需要.v一个广泛的、可以升级的软件基础一个广泛的、可以升级的软件基础v提供提供DSP应用所必须的基本的运行应用所必须的基本的运行时间系统服务和集成化支持时间系统服务和集成化支持.DSP算法接口标准算法接口标准.DSP算法

28、接口标准算法接口标准v以公用性为基础的通用软件以公用性为基础的通用软件v它是一套编码协定和应用编程接口它是一套编码协定和应用编程接口（API）v该算法可以由创造者编写，然后被该算法可以由创造者编写，然后被其他系统集成人员广泛引用其他系统集成人员广泛引用.v目前已有越来越多的厂商采纳目前已有越来越多的厂商采纳eXpressDSP实时软件技术，编写标准实时软件技术，编写标准化的软件化的软件v随着越来越多应用产品厂商的参与，基随着越来越多应用产品厂商的参与，基于于C2000、C5000、C6000系列系列DSP的的算法库和程序库也就越来越丰富算法库和程序库也就越来越丰富.DSP的操作系统的操作系统v对于简单的对于简单的DSP任务，用前面介绍的开任务，用前面介绍的开发工具已能满足开发任务的需要，往往发工具已能满足开发任务的需要，往往不需要操作系统就可以进行。但当不需要操作系统就可以进行。但当DSP的任务增加和任务的复杂性提高，例如的任务增加和任务的复杂性提高，例如对实时性要求很高的多对实时性要求很高的多DSP并行操作的并行操作