CCS中DSP、BIOS工具的使用

1、评语学号 成绩 DSP技术课程论文 题目 CCS中DSP/BIOS工具的使用 作 者 班 级 _ 院 别 专 业 _ 完成时间 目录一、 DSP/BIOS简介1二、 DSP/BIOS的组件构成1三、DSP/BIOS的启动顺序 2四、DSP/BIOS的配置 2五、基础类的DSP/BIOS API调用15六、DSPBIOS的中断、优先级 22七、参考文献 23欢迎下载摘要：DSP/BIOS的静态配置是利用CCS提供的配置工具完成，包括图形化配置工具和文本配置工具。图形化工具层次清晰，比较直观，而文本工具更加灵活。一、 DSP/BIOS简介DSP/BIOS是CCS中集成的一个简易的嵌入式实时操作系统

2、，能够大大方便用户编写多任务应用程序。DSP/BIOS拥有很多实时嵌入式操作系统的功能，如任务的调度，任务间的同步和通信，内存管理，实时时钟管理，中断服务管理等。有了它，用户可以编写复杂的多线程程序，并且会占用更少的CPU和内存资源。DSP/BIOS是一个可用于实时调度、同步，主机和目标机通信，以及实时分析系统上的一个可裁减实时内核，它提供了抢占式的多任务调度，对硬件的及时反应，实时分析和配置工具等。同时提供标准的API接口，易于使用。它是TI的eXpressDSP实时软件技术的的一个关键部分。二、 DSP/BIOS的组件构成DSP/BIOS在一个主机/目标机环境中的组件分布如下所示： DSP

3、/BIOS API：编写的程序可以调用API接口函数； DSP/BIOS配置：创建的配置文件定义了程序使用的静态BIOS对象； DSP/BIOS分析工具：集成在CCS上的一些BIOS分析工具可以对运行与目标设备上的程序进行监测，包括CPU负载、时间、日志、线程执行状态等。DSP/BIOS分为很多模块，提供的所有API函数都按照模块分类，以模块名加下划线开头来命名，如图40所示为DSP/BIOS的全部模块。图40三、DSP/BIOS的启动顺序当DSP/BIOS的应用程序启动时，一般遵循下面的步骤：（一） 初始化DSP：DSP/BIOS程序从C/C+环境入口c_int00开始运行。对于C6000平

4、台，在c_int00开始处，系统栈指针（B15）和全局页指针（B14）被分别设置在堆栈断的末尾和.bss断的开始。控制寄存器AMR、IER、CSR等被初始化；（二） 初始化.bss段：当堆栈被设置完成后，初始化任务被调用，利用.cinit的记录对.bss断的变量进行初始化；（三） 调用BIOS_init初始化用到的各个模块：BIOS_init调用MOD_init对配置用到的各个模块进行初始化，包括HWI_init、HST_init、IDL_init等；（四） 处理.pinit表：.pinit表包含一些指向初始化函数的指针，对C+程序，全局对象类的创建也在此时完成；（五） 调用用户程序的main

5、函数：用户main函数可以是C/C+函数或者汇编语言函数，对于汇编函数，使用_main的函数名。由于此时的硬件、软件中断还没有被使能，所以在用户主函数的初始化中需要注意，可以使能单独的中断屏蔽位，但是不能调用类似HWI_enable的接口来使能全局中断；（六） 调用BIOS_start启动DSP/BIOS：BIOS_start在用户main函数退出后被调用，它负责使能使用的各个模块并调用MOD_startup启动每个模块。包括CLK_startup、PIP_startup、SWI_startup、HWI_startup等。当TSK管理模块在配置中被使用时，TSK_startup被执行，并且BI

6、OS_start将不会结束返回；（七）执行idle循环：有两种方式进入idle循环。当TSK管理模块使能时，任务调度器运行的TSK_idle任务调用IDL_loop在其它任务空闲时进入idle循环；当TSK模块未被使用时，BIOS_start调用将返回，并执行IDL_loop进入永久的idle循环，此时硬件和软件中断可以抢占idle循环得到执行。由于idle循环中管理和主机的通信，因此主机和目标机之间的数据交互可以进行了。四、DSP/BIOS的配置DSP/BIOS的静态配置是利用CCS提供的配置工具完成，包括图形化配置工具和文本配置工具。图形化工具层次清晰，比较直观，而文本工具更加灵活。通常使

7、用图形化的配置方法，下面对主要的模块配置做一些介绍。（一） Global Setting Properties右键点击“Global Settings”，点击“Whats This”，会弹出帮助窗口，该文件中有Global Setting Properties的各项设置说明。下面介绍的其他如MEM、LOG等配置都可以用同样的方法得到相应的帮助。选择弹出菜单中的“Properties”，如图41所示。图41弹出如图42所示对话框:图42一般选择默认设置即可，CLKOUT项需要根据DSP硬件单板提供的工作时钟设置，Himalaya通常运行在1GHz频率。DSP Endian Mode项根据实际情况

8、设置。（二） MEM设置MEM模块设置中可以根据具体情况设置不同的内存段，其中存在一个默认的IRAM片内内存段。需要注意的是，首先必须在IRAM段上设置一个heap段落，用于BIOS的内部使用。设置方法是在IRAM段上右键选择“Properties”，弹出如图43对话框，必须设置红线框中的选项，heap size可根据情况具体设置。图43接下来配置MEM全局属性，右键点击配置窗口中的“MEM”，如图44所示：图44点击“Properties”，弹出如图45所示窗口：图45如图红线框中，两个heap段都要选择为IRAM，“Stack Size”项需要根据实际情况设置最大的栈大小，其他使用缺省设置

9、即可。在图44的菜单中，点击“Insert MEM”可创建新的内存段。在新的内存段名上右键选择“Properties”弹出如图43窗口，根据情况设置base（基地址）、len（段长度）、heap size（用于MEM动态内存分配的堆大小）。（三） LOG设置LOG用于输出和记录一些打印信息，默认存在一个LOG_system对象，是系统内部用来处理打印信息的，不需要去设置。可以增加新的LOG对象，用来在应用程序中输出打印信息。如图46，在LOG标签上右键选择“Insert LOG”，填写对象名LOG_test即建立了一个新的LOG对象。图46在LOG_test标签上右键选择“Properties

10、”，弹出如图47窗口，可对此LOG对象属性作一些设置。具体设置含义可通过Help查看。图47（四）CLK设置在CLK属性中通常选择定时器Timer0作为DSP/BIOS的基准时钟，计时分辩率设置为每秒1000次中断，在1GHz系统时钟下，近似为每次定时中断间隔999.996微秒。Timer Mode选择为32bit unchained模式，即使用TCI6482的TMR0的TIMLO作为Timer0，而TIMHI还可以作其它用途使用。CLK属性配置界面如图48所示：图48（五） HWI设置HWI（硬中断）中包含HWI_INT4到HWI_INT15可用来定义用户自己的硬件中断，HWI_RESET、

11、HWI_NMI和HWI_RESERVED不要去改动。如图49，每个硬HWI的优先级从上到下逐渐降低。图49选择HWI_INT10为例，来设置EMAC/MDIO的中断，需要填写中断事件号17，并且填写中断服务程序名（C函数前面需要加下划线）如图50所示：图50在Dispatcher页面，选择“Use Dispatcher”由BIOS代理控制中断的确认和清除，不需要用户中断服务程序干预，比较简便。如图51：图51（六） SWI设置SWI（软中断）的优先级在HWI之后，但是比TSK高，可以通过右键菜单中的“Insert SWI”创建一个SWI对象，可以指定SWI内部优先级，从0(最低)到14(最高)

12、。如图52：图52（七） TSK设置在TSK Manager（任务管理器）中可以根据需要创建各种任务，任务间是根据优先级抢占策略来进行调度的，TSK提供有多种优先级别，包括-1(Suspend)、0(Idle)、1(最低)到15(最高)。如图53：图53在TSK Manager上右键选择“Insert TSK”并填写任务名称后就可以创建一个任务，在相应任务上右键选择“Properties”可对任务属性进行设置，如图54：图54Stack Size（最大堆栈大小）和Priority（优先级）需要根据任务的具体情况进行设置。在页面，填写任务实体函数名（C函数前面加一个下划线），如图55：图55（八

13、） Synchronization设置DSP/BIOS中任务间的通信和同步可由SEM、MBX、QUE、LCK四个模块完成： SEM（信号量）：用于任务同步和互斥，有计数功能，根据需要使用； MBX（邮箱）：也用于任务同步，可以传递少量数据，根据需要使用； QUE（队列）：可实现任务同步和资源的共享，根据需要使用； LCK（资源锁）：实现对共享资源的互斥，根据需要使用。四种同步模块对象都可以通过各自的右键菜单中“Insert ”来创建，并可对其属性作相应的设置。如图56所示：图56（九） Input/Output设置这里可以设置一些输入/输出相关的高级设置，具体可通过CCS的帮助项来了解。一般不

14、需要进行设置。只有RTDX（实时数据交换），需要根据目标环境的情况对数据交换模式进行一下选择，用来在调试中主机和目标机进行数据交换。可以是仿真器环境的JTAG模式，或者是模拟器环境的Simulator模式。如图57所示：五、基础类的DSP/BIOS API调用（一）时钟管理CLK1.Uns ncounts = CLK_countspms(void)返回每毫秒的定时器高分辨率时钟的计数值2.LgUns currtime = CLK_gethtime(void)返回高分辨率时钟的计数值 超过32bit归零高分辨率时钟是DSP时钟除以(TDDR+1)3.LgUns currtime = CLK_ge

15、tltime(void)返回低分辨率时钟的计数值 超过32bit归零高分辨率时钟是DSP时钟除以(TDDR+1)再除以(PRD+1)4.Uns period = CLK_getprd(void)返回CLK管理器周期寄存器的值(二)周期函数PRD1.LgUns num = PRD_getticks(void)返回32位周期函数管理计数值2.void PRD_start(PRD_Obj* period)启动PRD模块计数器，一般地，mode=one-shot3.void PRD_stop(PRD_Obj* period)关闭PRD模块计数器4.void PRD_tick(void)对周期模块的计数

16、器加1，以便周期模块管理器确定哪个周期性函数得以运行(三)软件中断管理SWI1.void SWI_andn(SWI_Obj* swi, Uns mask)mask 屏蔽字参数将邮箱值与mask做与运算，并用结果代替以前的邮箱值，若为0，启动软件中断，恢复邮箱初始值2.void SWI_andn(SWI_Obj* swi)将邮箱值减1，并用结果代替以前的邮箱值，若为0，启动软件中断，恢复邮箱初始值3.void SWI_disable(Void)禁止软件中断4.void SWI_enable(Void)使能软件中断5.Uns num = SWI_getmbox(void)返回当前SWI对象在被执行

17、的邮箱值，若中断已经开始执行，DSP/BIOS会先保存此值6.Uns key = SWI_getpri(SWI_Obj * swi)返回指定的SWI对象的优先级7.void SWI_inc(SWI_Obj * swi)将指定的SWI对象的邮箱值加1，同时启动软件中断，就算用户调用多次，最终执行一次。8.void SWI_or(SWI_Obj* swi, Uns mask)mask 屏蔽字参数将启动指定的软件中断，并将此软件中断的邮箱值与mask做与运算，并用结果代替以前的邮箱值，等到中断完成之后，邮箱值恢复为初始值，一般地，调用SWI_getmbox获得触发此软件中断的邮箱值9.void SW

18、I_post(SWI_Handle swi)启动指定的SWI对象的软件中断，此函数不受邮箱值的影响，也不影响邮箱值。一般地，周期性低启动一个软件中断，将_SWI_post填入PRD对象的函数设置栏，启动软件中断的参数写入arg010.Uns key = SWI_raisepri(Uns mask)提高SWI软件中断的优先级，一般地key = SWI_raisepri(SWI_getpri(&swi_1);-access shared resouces-SWI_restorepri(key)11.void SWI_restorepri(Uns key)恢复原来的优先级12.SWI_Obj * s

19、wi = SWI_self(void)当前执行的SWI对象的软件中断的地址(四)信息输出管理LOG1.void LOG_disable(LOG_Obj * log)关闭指定对向的日志功能2.void LOG_enable(LOG_Obj * log)开启指定对向的日志功能3.void LOG_error(String format, Arg arg0)void LOG_message(String format, Arg arg0)前一个函数可以将一个事件、数据或出错信息按照指定的格式串写入系统日志，不受TRC跟踪管理模块的影响,后一个函数类似于前一个函数，但是受到TRC跟踪管理模块的影响4.

20、void LOG_event(LOG_Obj * log, Arg arg0, Arg arg1, Arg arg2)将未格式化的事件消息写入日志中5.void LOG_printf(LOG_Obj * log, String format, int arg0, int arg1)指定的LOG窗口显示消息 %d %x %o %s6.void LOG_reset(LOG_Obj * log)复位日志缓冲区(五)存储器管理MEM1.void * addr = MEM_alloc(int segid,Uns size,Uns align)指定存储段分配连续块，返回起始地址segid = 存储段的标识

21、符或者ID号size 块大小 等于多少个字align 边界条件 只为0或2的幂 若align为0、1 则无约束2.void * addr = MEM_calloc(segid, size, align)分配内存并初始化为03.int segid = MEM_define(Ptr base, Uns length, MEM_Attrs* attrs)定义一个新的存储段。返回值为存储段的ID标号,attr参数为NULL，会按照默认参数进行配置，段的参数由结构体type MEM_Attrs规定,此函数仅在main函数中使用base: 新段的基地址length：段长度attrs：段属性4.bool s

22、tatus = MEM_free(segid,addr,size)释放申请的动态内存 不能在SWI和HWI中调用,调用之前，用LCK中API查看内存块的锁定情况5.void MEM_redefine(segid,base,length)重新定义一个存储段，只能在main中调用6.bool status = MEM_stat(int segid, MEM_Stat * statbuf)segid 存储段标识符statbuf 状态缓存区指针 struct mem_statUns size;/存储段大小Uns used;/已经使用的数量Uns length;/最大连续存储块长度同理：若segid有效

23、，则MEM_stat返回TRUE不能在SWI和HWI中使用，应判断锁定情况7.void * addr = MEM_valloc(int segid, Uns size, Uns align, char value)先申请内存，初始化为指定的值value(六)C6000专用模块C64x1.Uns oldmask = C64_diableIER(Uns mask)关闭相应的中断 返回值实际屏蔽的中断2.void C64_enableIER(Uns oldmask)开放相应的中断Uns oldmask;oldmask = C64_disableIER(0x1); / disable INT0C64_

24、enableIER(oldmask);/ enable INT03.void C64_plug(int vecid, Fxn fxn, int dmachan)插入一个中断向量int vecid: 中断序号Fxn fxn: 中断服务程序的函数指针int dmachan: 插入操作使用的DMA通道将ISFP写到中断服务表IST中。若IST在外部RAM，则CPU复制代替DMA，此时DMA为-1IST在片内RAM时，使用DMA方式，是0，1，2，3 用户保证在函数调用时该DMA通道有效(七)统计模块STS1.void STS_add(STS_Obj * sts, LgInt value)使用我们提供

25、的数据更新STS统计对象的Total，Count，Max等参数传入一个32位参数，Count加1，Total累加传递的32位参数，MAX记录传递参数的最大值2.void STS_delta(STA_Obj * sts, LgInt value)每个对象都包含有初始值，该初始值由配置文件指定或者由STS_set函数设置STS_delta先计算当前传递参数与先前初始值只差，然后调用STS_add更新统计累加值一般和STS_set一起用eg：STS_set（&sts,CLK_gethtime();STS_delta(&sts,CLK_gethtime();3.void STS_reset(STS_O

26、bj * sts)复位统计对象中的累加值。Count和Total设置为0.MAX成为最大的负值。4.void STS_set(STS_Obj * sts, LgInt value)监视或统计程序的执行时间(八)统计类模块TRC1.TRC_LOGCLK 日志记录定时器中断2.TRC_LOGPRD 日志记录周期时隙和周期函数的开始3.TRC_LOGSWI 日志记录软件中断的启动和完成4.TRC_LOGTSK 日志记录任务处于准备好、开始、停止、继续执行、终止等事件5.TRC_STSHWI 收集关于HWI统计数据6.TRC_STSPIP 写管道和读管道帧进行计数7.TRC_STSPRD 执行期间CL

27、K时隙个数的统计数据8.TRC_STSSWI SWI执行时间的统计数据9.TRC_STSTSK TSK执行时间的统计数据 从TSK准备好到调用TSK deltatime都要收集10.TRC_USER0 AND TRC_USER1 和TRC_query一起用 执行和忽略结果的设备调用11.TRC_GBLHOST 执行所有的隐藏仪器功能，此比特位能够开始或停止收集所有开启的跟踪类型12.TRC_GBLTARG 执行所有的隐藏仪器功能，此比特位只能被目标程序设置(九)任务管理 TSK任务管理模块1. void TSK_checkstacks(TSK_Handle oldtask,TSK_Handle

28、 newtask)无论是新任务还是老任务，如果堆栈的最后位置上都没有RG_STACKSTAMP标识，那么TSK_checkstacks就会报错SYS_abort，出现这种情况可能是由于上一个任务堆栈溢出或无效的存储占用了新任务的堆栈一般地，用TSK_checkstacks(TSK_self(),TSK_self()来检查堆栈定义Switch函数，这样在任务切换时自动调用堆栈检查函数：void myswitchfxn(TSK_Handle oldtask, TSK_Handle newtask).TSK_checkstacks(oldtask,newtask);.2. TSK_Handle ta

29、sk = TSK_create(Fxn fxn, TSK_Attrs * attr, Arg arg,.)创建一个调用函数fxn的任务对象，返回新对象的句柄，失败返回NULL。调用此函数是动态创建，而在配置工具中创建是静态创建，二者效果一样。静态创建的任务对象，创建函数将在BIOS_start函数中自动调用。BIOS_start函数在main函数之后，在后台IDL循环之前运行。而动态创建的任务处于Ready状态。函数参数最多不超过8个。任务对象函数fxn返回时，自动调用TSK_exit函数。解析：TSK_Attrs * attrs 任务参数指针struct TSK_Attrsint prior

30、ity;Ptr stack;Uns stacksize;#ifdef _64_ / imitate C55 series. to checkUns sysstacksize;#endifUns stackseg;Ptr environ;String name;bool exitflag;3. void TSK_delete(TSK_Handle task)从所有内部队列里面删除这个任务，并且调用MEM_free释放任务对象和堆栈。只能删除处于结束状态的任务，也可调用删除的钩子函数。void myDeleteFxn(TSK_Handle task);4. void TSK_deltatime(T

31、SK_Handle task)累计从任务准备好到执行此函数时候的时间差如果未调用此函数，那么就算打开任务统计累加器选项，统计对象也不会更新一般地，统计时先用TSK_settime函数记录起始点，此函数记录终点。5. void TSK_settime(TSK_Handle task)设定统计初始值void task()-do some startup work-TSK_settime(TSK_self);for(;)SIO_get(.);-process data-TSK_deltatime(TSK_self);假如流式IO没有准备好，那么该API函数会阻塞(Blocked)，任务切换，一段时间

32、后，流式IO数据准备好了，此时发出READY信号，将本任务置为ready状态，此时TSK_settime会重新记录时间。6. void TSK_disable(void)全局关闭内核调度机制，Busy-Shutting-Down状态。只有当前任务可行，其余所有任务禁止。此函数不会禁止中断，所以在中断开始前需要调用此函数保证中断发生时不会发生任务切换。可以嵌套，但是调用几次TSK_disable，就得相应调用几次TSK_enable7. void TSK_enable(void)全局开启内核调度机制8. void TSK_exit(void)终止当前任务运行。如果所有任务都被终止，则DSP/BI

33、OS会调用SYS_exit终止程序。无论什么时候，任务从顶层函数返回时，都是自动调用此函数。可以注册一个退出辅助函数 void myExitFxn(void)这样，在任务被设置为TSK_TERMINATED模式之前，会调用这个辅助函数。9. Ptr environ = TSK_getenv(TSK_Handle task)返回任务环境指针，这个指针指向一个该任务可以访问的全局属性的结构。若程序定义多个钩子对象，那么HOOK_getenv函数可以获取设置的环境指针。10. void TSK_setenv(TSK_Handle task, Ptr environ)设置指定任务的环境指针。若程序定义

34、多个钩子对象，那么HOOK_setenv函数可以为每个钩子和任务对象的组合体设置独立的环境指针。11. int errno = TSK_geterr(TSK_Handle task)每个任务对象都有一个包含任务错误号的存储单元。初始值为SYS_OK12. void TSK_seterr(TSK_Handle task, int errno)改变错误号13. String name = TSK_getname(TSK_Handle task)返回任务的名字。对于静态对象来说，必须打开Allocate Task Name on Target对于动态对象来说，TSK_getname返回attrs.n

35、ame字段14. int priority = TSK_getpri(TSK_Handle task)返回优先级15. int oldpri = TSK_setpri(TSK_Handle task, int newpri)设置优先级设置优先级对于TSK_BLOCKED状态任务只是优先级改变，而不会改变状态；对于TSK_READY状态的任务而言，可能会改变运行状态。16. STS_Handle sts = TSK_getsts(TSK_Handle task)获得统计对象句柄，以便查看数据17. void TSK_sleep(Uns nticks)暂停任务的时钟个数，此时钟数可能比真实的暂停时

36、钟少一个时钟（告警时钟）18. void TSK_itick(void)对告警时钟加1，以便让TSK_sleep或者SEM_pend函数暂停执行的任务恢复到ready。一些暂停的任务可能会随着告警时钟的增加而超时，从而就绪。19. void TSK_tick(void)对告警时钟加1，以便让TSK_sleep或者SEM_pend函数暂停执行的任务恢复到ready。一些暂停的任务可能会随着告警时钟的增加而超时，从而就绪。可以在中断服务程序和当前任务中调用，后者在控制超时非常有用。20. Uns currtime = TSK_time(void)返回系统告警时钟的当前值。(由于延迟，只能得到一个大

37、概的系统时钟)21. TSK_Handle currtask = TSK_self(void)返回当前任务对象的句柄22. void TSK_stat(TSK_Handle task,TSK_Stat * statbuf)返回任务的属性参数和状态信息struct TSK_StatTSK_Attrs attrs;/任务参数TSK_Mode mode;/任务执行模式Ptr sp;/任务当前堆栈指针Uns used;/任务堆栈曾经使用的最大值注意：任务比HWI和SWI中断优先级要低，所以当任务被中断时，还是返回TSK_RUNNING，因为中断完成后任务继续运行。23. void TSK_yield(void)强制任务切换，请注意，任务可以被中断，但是，任务之间必须依靠切换来进行，就是说，即便当前有高优先级任务就绪，它不能被执行，除非切换。此函数用于任务之间的同步。(十) 任务管理 HOOK钩子函数管理模块HOOK模块管理者一组涉及钩子函数的对象。DSP/BIOS初始化期间，每一个HOOK对象都分配了一个数字标识符。每个HOOK模块都有一个初始化函数，该