SHARC系列DSP開發(fā)工具與軟件設(shè)計(jì)ppt課件教學(xué)教程

1、數(shù)字信號(hào)處理方法與實(shí)現(xiàn)SHARC系列DSP開發(fā)工具與軟件設(shè)計(jì)開發(fā)工具VisualDSP介紹DSP匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)DSP高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)匯編與高級(jí)語(yǔ)言的接口鏈接描述文件集成開發(fā)調(diào)試環(huán)境（IDDE）開發(fā)工具硬件開發(fā)工具：EZ-ICE（In-Circuit Emulator，硬件仿真器）通過(guò)JTAG仿真測(cè)試口連接，管理目標(biāo)處理器EZ-kit lite（工具包）主要包括評(píng)估板（通過(guò)串口或USB與PC連接）軟件開發(fā)工具： VisualDSP使用開發(fā)工具的流程（1）系統(tǒng)框架描述，任務(wù)分析及確定，定義目標(biāo)系統(tǒng)，編寫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)文件（.ldf，鏈接描述文件）產(chǎn)生程序代碼C源文件（.C）匯編源文件（.ASM）庫(kù)文件

2、標(biāo)準(zhǔn)編譯器或匯編器工程文件（.dpj）鏈接器鏈接描述文件（.ldf）可執(zhí)行文件（.dxe）使用開發(fā)工具的流程（2）調(diào)試程序（軟件模擬）在評(píng)估板或?qū)嶒?yàn)板上，利用軟件模擬器進(jìn)行；目標(biāo)系統(tǒng)仿真（硬件仿真）硬件仿真器與目標(biāo)處理器連接，進(jìn)行硬件仿真；完成最終系統(tǒng)（軟件+硬件）脫機(jī)裝載固化程序（EPROM、E2PROM或FLASH等），完成系統(tǒng)測(cè)試。VisualDSP介紹VisualDSP是一個(gè)集成的開發(fā)、調(diào)試環(huán)境（Integrated Development and Debugging Environment，簡(jiǎn)稱IDDE），具有圖形交互的窗口形式，為DSP應(yīng)用程序的開發(fā)提供了全面靈活的工程式管理。Vi

3、sualDSP專門針對(duì)ADI公司的系列DSP（浮點(diǎn)和定點(diǎn)）所使用的通用開發(fā)平臺(tái)，可以支持共享存儲(chǔ)器的多處理器系統(tǒng)開發(fā)。VisualDSP的組成集成開發(fā)環(huán)境（Integrated Development Environment）集成調(diào)試環(huán)境（Integrated Debugging Environment）VDK核（VisualDSP Kernel）及分析工具VCSE（VisualDSP Component Software Engineering）專家鏈接器高速緩存和指令流水查看器TCL ScriptsVisualDSP的主要特點(diǎn)強(qiáng)大的編輯器和靈活的工程管理功能。對(duì)各種SHARC工具的操作非常

4、容易。調(diào)試與多處理器支持。支持高級(jí)語(yǔ)言編程和調(diào)試。強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)性能分析。專家鏈接器與VCSE。DSP匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)匯編語(yǔ)言能夠與硬件緊密結(jié)合，其執(zhí)行效率最高，指令代碼最短，占用內(nèi)存最小。在對(duì)運(yùn)算速度要求很高的場(chǎng)合，使用匯編語(yǔ)言編程具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。匯編編程時(shí)應(yīng)注意充分利用DMA塊操作、條件執(zhí)行、循環(huán)尋指、位反序、延遲跳轉(zhuǎn)、并行操作等專門為DSP運(yùn)算而設(shè)計(jì)的指令，多數(shù)操作都有專門的硬件支持，執(zhí)行效率高。充分利用寄存器、Cache、片內(nèi)RAM等高速運(yùn)行的片上資源，以提高程序運(yùn)行速度。合理安排指令，避免指令的流水沖突。充分精簡(jiǎn)指令，合理優(yōu)化程序。程序設(shè)計(jì)優(yōu)化程序設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的程序設(shè)計(jì)優(yōu)化的途徑SHAR

5、C DSP程序設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)程序優(yōu)化舉例程序設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的易維護(hù)性可靠性效率易理解性程序設(shè)計(jì)優(yōu)化的途徑程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化指令優(yōu)化SHARC DSP程序設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)多總線結(jié)構(gòu)多運(yùn)算器結(jié)構(gòu)指令緩存與程序流水結(jié)構(gòu)長(zhǎng)指令結(jié)構(gòu)獨(dú)立的I/O結(jié)構(gòu)分塊的雙口RAM結(jié)構(gòu)SIMD結(jié)構(gòu)匯編程序內(nèi)容與結(jié)構(gòu)匯編指令匯編器命令預(yù)處理器命令匯編表達(dá)式、操作符與數(shù)據(jù)格式匯編表達(dá)式常量表達(dá)式、地址表達(dá)式操作符數(shù)據(jù)格式二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制匯編關(guān)鍵字與符號(hào)位段名匯編指令匯編器命令DSP高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)高級(jí)語(yǔ)言基本脫離硬件，可讀性強(qiáng)，程序的可移植性也很好。利用高級(jí)語(yǔ)言開發(fā)DSP程序，極大地縮短了DSP軟件的開

6、發(fā)周期。VisualDSP集成開發(fā)環(huán)境支持高級(jí)語(yǔ)言編程。C/C+運(yùn)行時(shí)模式C/C+實(shí)時(shí)運(yùn)行庫(kù)C/C+運(yùn)行時(shí)模式存儲(chǔ)器使用編譯器寄存器用戶寄存器使用預(yù)保留的寄存器高速暫存寄存器、堆棧寄存器與備用寄存器堆棧管理C/C+實(shí)時(shí)運(yùn)行庫(kù)函數(shù)、宏和類模塊的集合。調(diào)用庫(kù)函數(shù)鏈接庫(kù)函數(shù)庫(kù)頭文件匯編語(yǔ)言與高級(jí)語(yǔ)言的接口混合編程C/C+實(shí)時(shí)運(yùn)行庫(kù)調(diào)用匯編函數(shù)匯編程序調(diào)用C/C+函數(shù)C+調(diào)用匯編類成員函數(shù)鏈接描述文件LDF鏈接描述文件定義系統(tǒng)的配置、存儲(chǔ)器分配、鏈接器鏈接的所有目標(biāo)文件和目標(biāo)庫(kù)，以及指定鏈接器如何處理鏈接的過(guò)程。集成開發(fā)調(diào)試環(huán)境程序開發(fā)步驟Debugger調(diào)試工具程序開發(fā)步驟創(chuàng)建一個(gè)新的工程文件設(shè)置工

7、程選項(xiàng)添加或編輯工程源文件編譯鏈接Debug版的工程，生成可執(zhí)行文件建立Debug Session和加載可執(zhí)行文件運(yùn)行和調(diào)試程序編譯鏈接加載（Release）版本的工程創(chuàng)建一個(gè)新的工程文件在VisualDSP下DSP的所有應(yīng)用開發(fā)都是基于工程的，所以創(chuàng)建一個(gè)工程文件是整個(gè)軟件開發(fā)的第一步。工程文件（.dpj）中存放程序的編譯鏈接信息：源文件列表、文件相關(guān)信息和開發(fā)工具的選項(xiàng)設(shè)置等。選擇ProjectNew，會(huì)彈出相應(yīng)對(duì)話框，鍵入新工程文件名，即可保存這個(gè)工程文件。設(shè)置工程選項(xiàng)在給新建立的工程加入文件之前，必須先設(shè)置工程選項(xiàng)，選擇ProjectProject Options，會(huì)彈出相應(yīng)對(duì)話框，對(duì)

8、8個(gè)選項(xiàng)欄分別予以設(shè)置，可完成指定處理器類型及設(shè)置工程編譯鏈接等操作。配置完成后，確定并退出Project Options對(duì)話框。添加或編輯工程源文件一個(gè)工程文件一般包括一個(gè)或多個(gè)C/C+、匯編源文件。當(dāng)創(chuàng)建了一個(gè)工程文件，并在工程選項(xiàng)中指定了所用的處理器類型及設(shè)置工程編譯鏈接選項(xiàng)后即可把新的或已存在的源文件加入該工程中?？梢园迅鞣N類型的文件添加到工程中去，編譯鏈接時(shí)，IDDE能自動(dòng)選擇可識(shí)別的文件并對(duì)其進(jìn)行編譯鏈接。Dependencies描述工程中源文件之間的相關(guān)信息，它決定編譯鏈接的順序。編譯鏈接Debug版的工程，生成可執(zhí)行文件創(chuàng)建了一個(gè)工程，完成工程選項(xiàng)設(shè)置并加入了源文件后，即可創(chuàng)建

9、可執(zhí)行文件。確定工程設(shè)置中選項(xiàng)正確（設(shè)置為Debug）。通過(guò)ProjectBuild Project來(lái)編譯鏈接該工程。在編譯鏈接過(guò)程中，輸出窗中會(huì)顯示狀態(tài)信息。如出錯(cuò)，會(huì)顯示出錯(cuò)信息。注意：此時(shí)，ProjectProject Options中選擇的輸出文件類型必須指定為DSP executable file類型（.dxe），才能產(chǎn)生可進(jìn)行Debug調(diào)試的輸出文件。建立Debug Session和加載可執(zhí)行文件Debug Session可以是軟件仿真或硬件模擬兩個(gè)版本，在Session中指定目標(biāo)和處理器類型?？梢酝ㄟ^(guò)File/Load Program選單加載可執(zhí)行文件。運(yùn)行和調(diào)試程序?yàn)楣こ涛募?/p>

10、定Debug Session后，即可利用Debugger工具來(lái)運(yùn)行和調(diào)試該工程。該階段操作在Debug菜單中進(jìn)行。編譯鏈接加載Release版本的工程當(dāng)DSP應(yīng)用程序完成Debug調(diào)試后，即可編譯鏈接一個(gè)Release版本（正式版）的工程。注意：應(yīng)將工程選項(xiàng)中的原設(shè)置（Debug）改為Release類型后，再編譯鏈接這個(gè)工程（由ProjectBuild Project 完成）。這樣得到的代碼刪去了調(diào)試用的多種信息，不再用于調(diào)試，但性能優(yōu)化了。注意：在生成可執(zhí)行文件時(shí)，可生成一個(gè)加載文件（ .ldr，在ProjectProject Options中選擇生成文件的類型為L(zhǎng)oader File）。D

11、ebugger調(diào)試工具Debugging Sessions程序執(zhí)行操作程序性能分析操作設(shè)置斷點(diǎn)和觀察點(diǎn)仿真硬件環(huán)境寄存器窗口操作存儲(chǔ)器窗口操作其他窗口操作PlotDebugging SessionsDebug target（選擇系列，并選擇simulation或emulation）Platform（在Debug target中選擇具體平臺(tái)）Processor（選擇處理器類型）一次可運(yùn)行一個(gè)或幾個(gè)調(diào)試會(huì)話窗口（單處理器或多處理器）程序執(zhí)行操作從Debug選單運(yùn)行程序，執(zhí)行命令。RunHaltRun to CursorStep overStep intoStep out ofResetRestar

12、t程序性能分析操作VisualDSP中提供了3個(gè)命令來(lái)分析程序的執(zhí)行情況（位于Tools 菜單中）：Traces（跟蹤，對(duì)程序指令的跟蹤，結(jié)果顯示程序如何執(zhí)行到某一步）Profile（評(píng)估，用來(lái)分析程序的運(yùn)行時(shí)間特性）Statistical Profiling（統(tǒng)計(jì)評(píng)估，可統(tǒng)計(jì)指令執(zhí)行時(shí)占用的時(shí)間）設(shè)置斷點(diǎn)斷點(diǎn)（Break Point）和觀察點(diǎn)（Watch Point ）功能相似，程序執(zhí)行到斷點(diǎn)將停止，而觀察點(diǎn)可以設(shè)置觀察條件來(lái)停止程序的執(zhí)行，如寄存器的讀寫、存儲(chǔ)器的讀寫、硬件堆棧的使用等。它們均在Settings中設(shè)置。仿真硬件環(huán)境VisualDSP中提供了3個(gè)命令來(lái)仿真硬件環(huán)境（Setti

13、ngs中設(shè)置）：Interrupts（仿真程序執(zhí)行過(guò)程中產(chǎn)生隨機(jī)外部中斷）Streams（仿真數(shù)據(jù)流通過(guò)DSP的I/O管腳進(jìn)行傳送）Load Sim Loader（仿真DSP通過(guò)PROM或主機(jī)模式進(jìn)行加載）寄存器窗口操作在寄存器窗口中，可以改變寄存器內(nèi)容顯示的數(shù)據(jù)格式和修改寄存器內(nèi)容。存儲(chǔ)器窗口操作存儲(chǔ)器窗口不僅可以象寄存窗口一樣提供數(shù)據(jù)格式和編輯操作，還可提供以下功能：Go To（跳至某一地址）Fill（填充）Dump（導(dǎo)出）New Tracking（在某一存儲(chǔ)器窗口中輸入一個(gè)表達(dá)式來(lái)進(jìn)行跟蹤）Plot（對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)容作圖，ViewDebug WindowsPlot中設(shè)置）其他窗口操作反匯編窗口操作源文件窗口操作Locals窗口操作（ViewDebug Windows Locals，Locals