數(shù)字信號處理器DigitalSignalProcessor

第三局部TIDSP軟件開發(fā)工具

CCS(CodeComposerStudio)的使用紀震博士Dr.JiZhenShenzhenUniv.-TexasInstrumentsDSPsLab2003.0211CCS集成環(huán)境IDE

(IntegratedDevelopmentEnvironment)不僅僅是代碼生成工具具備根本調(diào)試功能，還具備實時分析的能力支持整個軟件開發(fā)過程：設計代碼生成(工程建立，源程序編寫，配置文件)調(diào)試(語法檢查，探測點，日志log功能)實時分析(實時調(diào)試，實時狀態(tài)顯示，任務切換跟蹤)實時(RealTime)是DSP的靈魂2Dr.JIZHEN1.1CCS集成環(huán)境IDE3Dr.JIZHEN1.1CCS集成環(huán)境IDE的組成4Dr.JIZHEN1.1CCS集成環(huán)境IDE的組成包括主機和目標系統(tǒng)兩局部CCS首先是作為代碼生成工具，作為代碼生成工具有這樣一些輸入：配置工具產(chǎn)生的配置文件，DSP/BIOSAPI的庫函數(shù)。自己的程序文件.c，.h，生成可執(zhí)行文件主機方：最低層是JTAG，上面是調(diào)試器，再上面是CCS的各種插件，包括DSP/BIOS插件〔實時調(diào)試〕，還用RTDX〔實時數(shù)據(jù)交換〕目標系統(tǒng)一方：最底層是硬件和JTAG，向上是DSP/BIOS實時操作系統(tǒng)〔這是可選的也可以沒有操作系統(tǒng)，完全自己管理〕，再向上是應用程序.5Dr.JIZHEN1.2CCS代碼生成工具流圖6Dr.JIZHEN1.2CCS代碼生成工具流圖每個白色框代表一種代碼生成工具，條紋框是它的輸入文件類型比方：C編譯器〔C程序〕，匯編優(yōu)化器〔線性匯編程序〕，匯編器〔匯編〕，建庫工具，連接器最后可執(zhí)行文件由調(diào)試器加載目標系統(tǒng)以上的工具時常用和通用的.其它的工具hexconversionutility16進制轉(zhuǎn)換工具,把COFF轉(zhuǎn)換為其它格式文件寫到EPROM中cross-referencelister產(chǎn)生交叉參考列表,它列出定義的symbol,定義symbol的行,以及用到symbol的位置(行),還有symbol的類型,編譯和連接時分配給symbol的值.absolutelister,產(chǎn)生連接后的coff文件的絕對地址列表Archiver:文檔管理工具—打包.7Dr.JIZHENCCS代碼生成工具流圖8Dr.JIZHEN1.3CCS軟件TI公司耗資近2億美元CCS2.0ForC5000系列CCS2.0ForC6000系列CCS2.0ForDSK〔DeveloperStartKit,初學者開發(fā)套件〕CCS2.1升級包9Dr.JIZHEN1.3.1CCS2.0界面(1)10Dr.JIZHEN1.3.1CCS2.0界面(1)CCS提供一個類似VC＋＋的集成開發(fā)環(huán)境，使用比較方便有菜單，工具條，左邊是工程窗口，右邊是代碼編輯窗口(和圖形顯示窗口)，下邊是編譯器編譯結果，和變量顯示窗口,和存放器觀察窗口.Project工具條：編譯，連接，設置三種點：斷點、探點〔probe〕、時間分析點〔profile〕調(diào)試工具條：程序step運行〔4種〕，連續(xù)運行〔2種〕，查看變量、存放器、存儲器，調(diào)用堆棧，反匯編窗口Standard工具條：新建，保存，翻開，查找，剪貼,Findinfiles功能比較好用編輯工具條：mark〔大小括號〕查找，縮進〔outdent〕，書簽11Dr.JIZHEN1.3.1CCS2.0界面(2)CCS提供一些類似VC的代碼編輯功能語法高亮顯示，自動縮近，文字查找等等原程序和反匯編同時顯示〔逐條語句對應,但優(yōu)化后是模塊對應〕12Dr.JIZHEN1.3.2CCS2.0工程管理應用程序按工程來管理，按層次以圖形化的方式顯示工程文件(.mak)CMD文件.h頭文件.lib庫文件.c源程序13Dr.JIZHEN1.3.3CCS2.0圖形化設置各種編譯選項〔匯編器選項，連接器選項等〕通過圖形化方式來設置，不需要手工添加選項14Dr.JIZHEN1.3.3CCS2.0圖形化設置15Dr.JIZHEN1.3.4CCS2.0調(diào)試功能(1)斷點設置:多種step方法:singlestep(stepinto);stepover;stepout;runtocursor運行到斷點處自動更新窗口觀察和編輯變量、存放器和存儲器調(diào)用堆棧〔callstack〕，顯示函數(shù)調(diào)用層次關系.補充上電時的工作：$ASM$(simulator,硬件上電復位RESET中斷效勞程序)c_int00_auto_init(C變量初始化)返回后c_int00調(diào)main()函數(shù)….Main()完成后，c_int00調(diào)exit(1),做一些清楚工作,如關閉翻開的文件.exit在調(diào)abort,無限循環(huán)利用探點(probepoint)流入流出(streaminandout)存儲器數(shù)據(jù)16Dr.JIZHEN1.3.4CCS2.0調(diào)試功能(2)圖形化顯示數(shù)據(jù)一維數(shù)據(jù)，二維圖象，眼圖等代碼剖析〔Profile〕計算代碼運行時間17Dr.JIZHEN1.3.4CCS2.0調(diào)試功能(3)18Dr.JIZHEN1.3.5CCS2.0

DSP/BIOS操作系統(tǒng)DSP/BIOS是一個實時操作系統(tǒng)RTOS提供通常的RTOS的功能〔任務調(diào)度，任務間通訊〕提供驅(qū)動程序模型，層次化地設計應用程序DSP/BIOS以CCS插件的形式提供一些實時分析工具程序跟蹤：觀察任務的調(diào)度、切換性能監(jiān)視：觀察CPU的負載狀態(tài)統(tǒng)計：對事件做統(tǒng)計提供RTDX〔實時數(shù)據(jù)交換〕，不打斷DSP運行的情況下實現(xiàn)主機和DSP的數(shù)據(jù)交換19Dr.JIZHEN1.3.6CCS2.0

RTDX(1)RTDX,即Real-timeDataExchange提供了一種實時，連續(xù)的觀測手段，不打斷DSP運行〔數(shù)據(jù)可連續(xù)觀測,也可傳回來存儲后觀測〕不打斷DSP運行的情況下，主機和DSP間傳遞數(shù)據(jù)回傳到主機的數(shù)據(jù)可以在“OLE自動化客戶〞中顯示20Dr.JIZHEN1.3.6CCS2.0

RTDX(2)包括Host方和Target方Target方編程接口RTDXtargetAPIHost方編程接口RTDXCOMAPI〔組件對象模型COM是windows下一種編程技術〕21Dr.JIZHEN1.3.7CCS2.0界面(2)主機方的RTDX庫是和CCS集成在一起的主機一方有一個函數(shù)接口，目標方DSP上也有一個函數(shù)接口主機應用程序通過COMAPI發(fā)送數(shù)據(jù)到DSP，或接收數(shù)據(jù)，應用程序可以按自己的方式來顯示數(shù)據(jù)，RTDX可以脫離DSP/BIOS使用，給用戶靈活性下一張圖是一個例子，用LabView作一個顯示界面，LabView調(diào)用RTDXAPI得到DSP傳來的數(shù)據(jù)22Dr.JIZHEN1.3.7CCS2.0界面(2)這是一個fir濾波的例子.HOST原始數(shù)據(jù)(顯示,左上方)(RTDX)dspfilter(RTDX)HOST(顯示,左下方)左上方:原始的數(shù)據(jù)左下方:濾波后數(shù)據(jù)右上方:dsp的fir濾波后的信號(左下方顯示)的功率譜右下方:Labview對原始信號進行fir濾波后的信號的功率譜(比照)23Dr.JIZHEN1.3.8CCS2.0的文件與環(huán)境變量.mak.lib.obj.out.wks(.wks保存當前CCS中的設置：翻開的變量窗口，顯示的圖形。方便，快捷。)可編輯文件：.c.asm.hd(.sa)三個環(huán)境變量：C6X_A_DIR，C6X_C_DIR，PATH24Dr.JIZHENCCS小結CCS不僅僅是代碼生成工具，對軟件開發(fā)的各個階段都有支持提供底層實時操作系統(tǒng)DSP/BIOS提供RTDX新的實時調(diào)試手段，與CCS集成，不需要自己添加額外的用于調(diào)試的硬件〔但是速率比較低〕25Dr.JIZHEN2簡單程序開發(fā)流程〔1〕建立工程ProjectNew選擇一個目錄，生成一個工程文件test.mak26Dr.JIZHEN2簡單程序開發(fā)流程〔2〕添加文件ProjectAddFilestoProject…添加文件〔.c，.lib，d，.sa，.asm…〕1〕vectors.asm包含匯編指令處理reset中斷效勞程序，跳轉(zhuǎn)到Cc的入口.c_int00.2〕掃描dependence：.h27Dr.JIZHEN2簡單程序開發(fā)流程〔3〕代碼編輯雙擊工程窗口的文件名，開始編輯源程序28Dr.JIZHEN2簡單程序開發(fā)流程〔4〕設置編譯選項ProjectOptions29Dr.JIZHEN2簡單程序開發(fā)流程〔4〕設置編譯選項30Dr.JIZHEN2簡單程序開發(fā)流程〔4〕設置編譯選項31Dr.JIZHEN2簡單程序開發(fā)流程〔5〕Build，DebugProjectBuild32Dr.JIZHEN2簡單程序開發(fā)流程〔6〕Debug加載程序FileLoadProgram…設置斷點，通過WatchWindow觀察變量單步執(zhí)行黃色條代表當前執(zhí)行到那條語句紫色條代表斷點位置33Dr.JIZHEN2簡單程序開發(fā)流程〔7〕Profile〔剖析〕ProfileEnableClock設置profilepoint〔綠色條〕每個綠色條在窗口中對應有一行統(tǒng)計數(shù)字，用來統(tǒng)計profilepoint〔綠色條〕之間的時鐘數(shù)調(diào)試器內(nèi)部有時鐘計數(shù)，最后查看每一個觀測點的運行時間34Dr.JIZHEN2簡單程序開發(fā)流程〔7〕總結按工程管理圖形化的編譯選項設置提供各種調(diào)試功能，斷點方式，Profile方式下面介紹一個例子，將學習到probepoint〔用于從文件讀入數(shù)據(jù)〕，圖形顯示，animation等調(diào)試方法35Dr.JIZHEN3算法測試和文件IO〔1〕探點Probe〔探點〕

1)適合于算法的開發(fā)，功能驗證 2)可以完成這樣的功能從一個文件中讀入數(shù)據(jù)到一個DSP的緩沖區(qū)將一個DSP的緩沖區(qū)寫到文件中 3)探點類似于斷點，又不同于斷點運行到Probepoint，DSP會停頓下來完成一些動作后〔讀寫文件〕，程序繼續(xù)運行 4)文件輸入輸出的設置：FileFileI/O… 5)Probe的設置：類似斷點的設置〔用工具條〕36Dr.JIZHEN3算法測試和文件IO〔1〕探點37Dr.JIZHEN3算法測試和文件IO〔2〕圖形CCS支持一維圖形，二維圖象〔標準的數(shù)據(jù)格式〕，眼圖等顯示方式有放大、縮小等功能可以方便直觀地判斷算法執(zhí)行的效果38Dr.JIZHEN3算法測試和文件IO〔3〕GELGEL＝GeneralExtensionLanguage一種類似C的解釋型語言，可實現(xiàn)循環(huán)等程序結構提供根本的程序控制命令，類似以前emulator提供的命令，GEL_Go(),GEL_Reset()等等可以制作菜單〔可以參加到CCS主菜單〕，對話框，滑動條39Dr.JIZHEN4基于DSP/BIOS程序的調(diào)試〔1〕DSP/BIOS提供“虛擬儀器〞的調(diào)試方法以圖形化的方式觀察程序執(zhí)行的流向，任務如何調(diào)度、切換的以圖形化的方式觀看CPULOAD〔CPU負荷〕，了解CPU還有多大的運算能力應用程序必須是基于DSP/BIOS的程序，DSP/BIOS提供圖形化的界面設置各個模塊的參數(shù)40Dr.JIZHEN4基于DSP/BIOS程序的調(diào)試〔1〕41Dr.JIZHEN4基于DSP/BIOS程序的調(diào)試〔2〕通過RTA設置觀看的內(nèi)容通過ExecutionGraph觀察任務切換通過CPULoadGraph觀察CPU負荷用過STS觀察事件的統(tǒng)計都是DSP/BIOS提供的功能42Dr.JIZHEN4基于DSP/BIOS程序的調(diào)試〔2〕43Dr.JIZHEN5基于RTDX的實時調(diào)試〔1〕可以實時地對DSP進行調(diào)試，不打斷DSP的運行可以在不打斷DSP運行的情況下，在Host和DSP之間傳遞數(shù)據(jù)是一個雙向數(shù)據(jù)通道，既可以用來為主機收集目標系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，也可以用來調(diào)整目標系統(tǒng)的參數(shù)可以和主機的應用程序集成，實現(xiàn)自己的用戶界面〔而不是在CCS環(huán)境中44Dr.JIZHEN5基于RTDX的實時調(diào)試〔2〕RTDX包括Host和Target兩局部主機應用程序通過COMAPI與RTDX庫通訊，目標系統(tǒng)上也有RTDX的函數(shù)接口主機庫支持兩種接收數(shù)據(jù)模式：連續(xù)、非連續(xù)連續(xù)模式下，RTDX庫只是緩沖數(shù)據(jù)，適合只顯示、不存儲的應用程序非連續(xù)模式下，接收的數(shù)據(jù)被寫入一個日志〔LOG〕文件中，適合需要存儲數(shù)據(jù)的應用程序45Dr.JIZHEN6一些調(diào)試經(jīng)驗(1)1)一次新增的調(diào)試代碼不能過長.2)防御式編程:如通信中的等待時間不能過長3)對感興趣的事件做記錄:中斷發(fā)生次數(shù),等待超時計數(shù)4)CCS的運行中添加斷點和運行前添加斷點5)窗口刷新的影響:大量的數(shù)據(jù)更新回影響底層的時序6)隨時關系程序運行時間,過長會影響時序,設置計算器.46Dr.JIZHEN6一些調(diào)試經(jīng)驗(2)7)注意數(shù)組的越界和指針的使用:也是其它編程通常的錯誤,這個錯誤可能其它局部修改,尤其對硬件計數(shù)器