CCS中DSPBIOS工具的使用DSP实验报告.docx
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CCS中DSPBIOS工具的使用DSP实验报告
CCS中DSP/BIOS工具的使用
一、实验目的
目前CCS已经成为DSP开发过程中不可缺少的软件工具。
通过前面的实验，我们已经基本掌握了CCS提供的断点、探针、图形显示等调试工具的使用。
在本实验中，我们将学习CCS中的高级管理和调试工具-DSP/BIOS的使用，并通过实验掌握该工具的使用方法。
二、实验原理
1）CCS包含的功能
a.集成可视化代码编辑界面，可直接编写C，汇编、.H文件、.cmd文件等。
b.集成代码生成工具，包括C编译器。
c.基本调试工具，如装入执行代码（.OUT文件），寄存器窗口，存储器窗口，反汇编窗口，变量窗口等，支持C源代码级调试。
d.支持多DSP调试。
e.断点工具，包括硬件断点、数据空间读/写断点，条件断点（使用GEL编写表达式）等等。
f.探针工具（probepoints），可用于算法仿真，数据监视等。
g.剖析工具（profilepoints），可用于评估代码执行的时钟数。
h.数据的图形显示工具，可绘制时域/频域波形，眼图，星座图，图象等，并可自动刷新（使用Animate命令运行）。
i.提供GEL工具，令用户可以编写自己的控制面板/菜单，从而方便直观地修改变量，配置参数等。
j.支持RTDX技术，利用该技术可在不中断目标系统运行的情况下，实现DSP与其他应用程序（OLE）实现数据交换。
k.开放式的plug-ins技术，支持其它第三方的ActiveX插件，DSP目标系统以及仿真器。
l.提供DSP/BIOS工具，利用该工具可增强对代码的实时分析能力。
如分析代码执行的效率，调度程序执行的优先级，方便管理或使用系统资源（代码/数据占用空间，中断服务程序的调用，定时器使用等等）。
2）利用CCS开发DSP程序流程
a.在“project”菜单项下选“new”，开始创立一个新的工程文件。
b.将编写好的C、汇编、H头文件、以及编译完成的OBJ、LIB文件添加到project下。
c.将内存定位的CMD文件添加到project下，并根据目标系统的实际存储器和具体要求做相应的修改。
d.若使用了DSP/BIOS，还需将配置文件CDB添加到project下。
e.在“project”菜单项中选“options”可以进入编译、连接参数开关选择窗口；或用鼠标右键单击“project”文件夹下的pjt文件名，也可进入。
f.注意：
在“BuildOptions”窗口中“Compiler”选项主要针对C编译器，“Assembler”选项针对汇编源程序，“Linker”为连接器lnk500使用开关。
g.利用“buildall”命令完成编译，连接。
h.将生成的.out文件装入DSP的片内或外部扩展存储器（装入地址有CMD文件确定）并完成调试。
i.分析，统计或跟踪代码，确保算法的准确性、实时性和高效率。
3）DSP/BIOS的功能
a.DSP/BIOS是CCS提供的一套工具，用于支持提高应用程序实时分析能力。
它本身仅占用极少的CPU资源。
b.DSP/BIOS工具使用线程来管理程序，如硬件中断服务子程序，软件中断服务子程序，周期函数，idle函数等。
c.DSP/BIOS提供多种分析工具，评估代码。
如图形化显示各个线程占用的CPU时间，图形化显示CPU负荷状态等。
d.DSP/BIOS工具可以调整各个线程的优先级。
4）建立DSP/BIOS的配置文件
a.每个使用DSP/BIOS的程序都要建立配置文件。
根据该配置文件（.cdb），系统自动生成LNK使用的.cmd文件和一个包含DSP/BIOS工具的汇编源程序（.s54）。
你需要将这两个文件添加到你的工程文件中。
b.配置文件可以定义程序运行是的全局参数，如PMST，SWWSR，CLKMD等。
当程序开始运行后，DSP/BIOS会在初始化阶段根据你的指定自动设置这些寄存器。
c.使用可视化的工具编辑配置文件，以便说明程序需要使用的各种DSP/BIOS提供的Object，如中断，管道，事件记录。
5）DSP/BIOS提供的API模块
a.CLK模块：
用于片上的定时器管理，设置定时器中断的间隔时间。
b.HST模块：
用于实现主机与目标系统间数据的输入或输出。
c.HWI模块：
用于硬件中断管理，可设置相应的中断服务子程序。
d.IDL模块：
用于管理idle函数，该类函数具有最低优先级。
e.LOG模块：
用于事件的记录显示。
例如，你可以通过该API输出调试信息。
f.MEM模块：
用于定义目标系统的内存使用。
系统根据此信息自动产生.cmd文件。
g.PIP模块：
用于管道管理，可以实现线程间的数据交换。
h.PRD模块：
用于实现周期性的函数。
该类函数的执行频率可以由CLK模块或自己调用PRD_tick决定。
i.RTDX模块：
用于主机与DSP目标系统间的实时数据传递。
j.STS模块：
用于状态统计管理，你可以在CCS下查看这些统计参数。
k.SWI模块：
用于管理软件中断。
CCS将运行队列中的软件中断，并可以设置15个优先级，但都比硬件中断低。
在本实验中我们将使用DSP/BIOS工具提供的CLK、LOG、PRD、STS、RTDX、SWI等模块。
三、实验内容
1）启动CCS，新建工程文件，如文件名为bios.pjt。
选择Project菜单中的AddFiletoProject选项，将源程序volume.c、load.asm依次添加到工程文件中。
2）在File菜单下选择“New->DSP/BIOSConfiguration”选项，新建一个DSP/BIOS的配置文件（选择模板时，可以选c54xx.cdb）。
然后将它添加到工程文件中。
当然，你也可以从别处复制一个配置文件（.cdb后缀），然后在此基础上按下面的步骤修改。
假设我们新建的配置文件名为bios.cdb，配置文件编辑工具同时还会自动生成bioscfg.s54（包含DSP/BIOS工具的源汇编代码文件）、bioscfg.cmd（连接内存定位文件）以及bioscfg.h54（头文件）。
前面两个你必须手工添加到工程文件中，而后面一个（.h54头文件）系统会自动添加到工程文件中。
3）在工程文件管理窗口中，用鼠标左键双击前面添加的配置文件，如bios.cdb，启动配置文件编辑工具，完成对配置文件的修改。
当你用鼠标选择编辑窗口左面的“GlobalSettings”时，该项的设置参数将显示在右面。
若要修改此项参数，请使用鼠标右键单击该项，然后在弹出菜单中选“Properties”。
其他选项也可用同样的方法修改设置。
DSPMIPS（CLKOUT）项指出当前目标板上DSP的工作频率，DES320PP-U上使用的是100MIPS的‘VC5402，故这项不修改。
PMST寄存器这里只能修改它的低7位，而高9位为中断向量表的基地址，这里无法修改。
在下面的实验中，我们需要将DSP片内的存储器同时映射到程序和数
据空间，即将PMST的BIT5：
OVLY=1，所以这里应该将低7位改为0x20。
高9位系统将根据MEM项中“VECT”段的位置自动设置。
若选择了“ModifyCLKMD”项，DSP/BIOS将在初始化中完成对DSP时钟变频的设置。
这里我们不需要，因为DES320PP-U在上电时已经自动完成外部时钟X10的设置，DSP已经运行在100M频率下了。
（4）在MEM配置项中，VECT段用来存放中断向量表，其地址直接生成PMST的高9位。
IPROG段为片内程序空间，EPROG为片外程序空间，IDATA为片内数据空间，EDATA为片外数据空间。
根据DES320PP-U板上的存储器大小，我们先对IPROG的分配做修改，将起始地址该为0x2080，长度为0x1f80，参见图9-3。
然后再将VECT段改到0x2000，系统会同时自动设置PMST高9位。
再修改IDATA段，该段使用‘VC540216K片上存储器的前8K为数据空间，长度为0x1f80（从0x80–0x1fff）。
5）继续修改配置文件，增加一个信息显示窗口。
在标准C中，我们可以使用printf来输出信息，但该函数会消耗大量的内存空间，而且执行速度也较慢。
DSP/BIOS提供了LOG模块，可以用于记录输出信息。
与标准C的输出函数相比，使用LOG模块将占用更少的内存和更快的速度。
使用DSP/BIOS的LOG模块，主要有三步：
a.在工程文件窗口下用鼠标左键双击配置文件将其打开，展开LOG选项（LOG模块中先已经有一个LOG_system，这是DSP/BIOS系统保留的，请不要随意删除），并用鼠标右键单击，在弹出菜单中选择“InsertLOG”项。
用鼠标右键单击新增加的LOG0，修改新增LOG0对象的名称，如trace。
然后使用鼠标右键单击，并在弹出菜单中选择“Property”，修改其参数，如将buflen改为512。
另外，请将LOG_system的buflen项也改为512。
b.在C源程序volume.c中增加包含的头文件，如std.h,log.h，并增加变量说明。
这些变量由配置工具创立的，你可以直接引用，但需要说明为外部全局变量，如
externLOG_Objtrace；
c.在C源程序中的main（）函数中增加LOGAPI函数，如
LOG_printf（&trace,“Thenewprogramisrunning\n”）；
该函数可以在DSP/BIOS提供的事件记录窗口显示信息（等效于标准C中的printf函数）。
6）保存修改的配置文件、C源程序等。
然后选择Project菜单中的BuildOptions选项，或使用鼠标右键单击工程文件名（如bios.pjt）并选择BuildOptions项来修改或添加编译、连接中使用的参数。
例如，选择Linker窗口，在“OutputFilename”栏中写入输出OUT文件的名字，如bios.out，你还可以设置生成的MAP文件名。
注意，在使用了DSP/BIOS的程序中，生成的输出OUT文件最好与该工程文件使用的DSP/BIOS配置文件名一致（后缀可以不同），如bios.out。
7）完成编译、连接，正确生成OUT文件。
然后使用File菜单的“LoadProgram”选项，将生成的OUT文件（如bios.out）装入DSP的片内存储器。
在选择装入OUT文件名时请注意该文件所在的目录。
CCS会默认上次成功装入OUT文件的目录！
这时CCS将显示程序的启始地址_c_int00。
8）选择“Debug”菜单中的“GoMain”运行程序到main（）函数。
从程序的进入点_c_int00到main（）函数之间，包含了大量的初始化代码，所以只有执行到main（）函数后，CCS才能显示C源程序。
9）选择“DSP/BIOS”菜单，然后选“MessageLog”。
用鼠标右键单击出现的MessageLog窗口，在弹出菜单中选“PropertyPage”。
在“logname”选项中选择“trace”，使得该窗口显示送到trace对象的信息。
（使用LOG_printf（&trace,“Theprogram…”）语句）使用F5运行程序，观察该窗口输出。
10）使用命令Debug->Halt暂停程序运行。
为了说明DSP/BIOS工具编写的代码在执行过程中与通常（不使用DSP/BIOS工具）的代码执行有所不同，我们做个测试。
我们在LOG_printf语句后面增加一个死循环语句：
while
（1）;
按通常顺序执行的原则，程序应该在进入循环之前输出信息。
然后我们重新编译、
连接并装入程序。
在编译时请忽略有关while语句的警告。
然后使用Debug->GoMain命令执行到main（）函数。
使用F5继续运行程序，看看LOG窗口中还有没有信息输出？
使用Halt命令暂停程序。
注意，由于程序已进入死循环，在点击Halt命令时和点击后请多等一会，直到菜单显示或显示程序停在while语句行（该行变为黄色）。
请观察LOG窗口，这时才显示我们需要的信息。
这说明一点，DSP没有按程序编写的先后顺序执行。
在使用DSP/BIOS工具后，DSP/BIOS将需要执行的模块按优先级在执行队列中排队等待。
所以，若main（）函数一直没有执行完（因为有while
（1）语句），LOG模块将一直处于等待状态，直到我们中断main（）函数。
你可以使用命令Debug->Restart将PC指针指向程序的进入点，准备重新执行程序，然后用GoMain命令进入main（）函数，再使用F10单步执行（若使用F8，则单步运行将进入函数内部），你可以看到程序在进入循环之前已经执行了LOG模块。
想想这是为什么？
11）将while语句删除，继续修改程序，完成下面的功能：
每1ms调用dataIO（）函数一次，而模拟处理函数processing（）需要每调用10次dataIO（）函数后才运行。
利用CCS提供的DSP/BIOS工具，我们可以很方便地实现该功能。
首先我们设置定时器，使得程序运行时，在定时器中断的作用下实现每1ms调用一次dataIO（）函数。
然后在将处理函数processing（）放到一个软件中断中，并利用DSP/BIOS提供的邮箱（mailbox）功能对其调用次数进行计数，以确定在什么时候将processing（）放入执行队列。
这样，我们在定时器中断服务程序中调用一个函数SWI_dec（），该函数将对软件中断模块的邮箱（mailbox）减1，当mailbox参数减到0时，将processing（）函数放入执行队列等待执行。
我们只需要在设置软件中断模块时将邮箱预置为10，DSP/BIOS会每次自动重新装入并实现计数功能。
请按下列步骤修改配置文件和源程序：
a.在CLK模块中插入新的对象，重命名为dataIO_CLK，使用鼠标右键进入属性窗口，输入函数名_dataIO。
该函数将在定时器中断中被调用。
使用鼠标右键点击CLK模块项可以进入定时器属性设置窗口。
你可以修改“Microseconds/Int”项的值，以确定每隔多少微秒（us）产生一次定时器中断。
这里应该设置为1000。
b.在SWI模块中插入新的对象，重命名为processing_SWI，使用鼠标右键进入属性窗口，输入该软件中断调用的函数名_processing以及调用时的参数：
mailbox（邮箱）为10，调用processing（）函数的输入参数_inp_buffer和_out_buffer.
c.打开volume.c，修改源文件。
增加头文件如下：
#include
#include
增加Object对象说明，如下：
externSWI_Objprocessing_SWI；
以及在dataIO（）函数中增加如下函数调用：
SWI_dec（&processing_SWI）；
12）重新编译、连接并装入新的OUT文件。
使用“GoMain”命令将程序运行到main（）函数处。
13）用鼠标右键点击编译连接信息输出窗口，并选择“Hide”隐藏该窗口。
选择
“DSP/BIOS”菜单，然后选择“RTAControlPanel”，在弹出菜单中选enableSWI，CLK和golbal，以便在下面的图形显示窗口中可以显示SWI和CLK模块。
14）在“DSP/BIOS”菜单下选“ExecutionGraph”，打开DSP/BIOS提供的各模块的图形化显示窗口（你可以用鼠标拖动窗口边框来调整窗口大小），使用F5运行程序，观察图形显示窗口。
从图中的“PRDTicksTimes”所显示的刻度看看是否是每10次定时器中断执行一次processing_SWI。
15）修改processing_SWI中的mailbox，如该为5，即每隔5ms调用一次dataIO（）。
重新build并装入，再次运行，观察图形显示。
看看与上次有何不同？
16）使用DSP/BIOS->CPULoadGraph选项，打开CPU负荷状态图，观察CPU占用情况。
17）使用Debug->Halt选项中断程序，利用Watch窗口修改processingLoad变量（可以在C源程序中将光标移动到该变量处，然后用右键添加到Watch窗口中；也可以先打开Watch窗口，再添加processingLoad变量。
修改该变量的值时可以在Watch窗口中用鼠标双击，然后输入新的值，如1000），这样可以增加函数processing（）的运行时间。
按F5恢复程序运行，观察CPU负荷图变化。
18）在File菜单中选“LoadGEL”，并装入volume.gel文件。
在GEL菜单中选“ApplicationControl”项（该项在装入volume.gel后才添加），在选择“Load”。
通过该GEL命令，你可以直接修改processingLoad变量（如5000，10000,12000），而不用中断程序运行。
观察CPU负荷图和CPU执行图的变化。
19）暂停程序运行，重新修改配置文件。
先将processing_SWI的mailbox改回到10。
然后再增加PRD模块，即增加一个周期性函数。
修改新增加的PRD模块（如PRD0）的参
数，将调用时间间隔period改为2，调用函数名称该为_test。
这表示test（）函数将每隔
2ms执行一次（实际上是每2ms放入执行队列）。
在volume.c源程序的main（）之前，增
加如下代码：
voidtest（）
{
}
20）重新build、装入并运行。
注意：
请将RTA面板的“enablePRDlogging”项打开！
使用运行图形观察各个函数执行情况。
比较周期性函数PRD0、软件中断模块processing_SWI和其他模块的运行情况。
21）修改变量processingLoad，以增加processing（）函数的运行时间。
如将processingLoad改为5000，10000，15000，看看CPU负荷图和运行图的变化。
比较一下第18步同样processLoad=10000时，CPU负荷为何不一样？
当到15000时，看看周期性函数模块PRD0是否还能保持原来的每2ms运行？
想想为什么？
22）当processing（）执行时间过长时，周期函数mytest（）有时无法执行。
我们可以通过调整processing_SWI和PRD_swi的优先级来保证周期函数mytest（）的正常执行。
在配置文件的SWI模块中，用鼠标拖动需要调整优先级的对象，即可完成设置。
方法为：
打开配置文件，用鼠标左键单击SWI项，这时你可以看到processing_SWI模块和周期函数管理模块PRD_swi都处于同一优先级（Priority1）。
使用鼠标拖动PRD_swi到Priority2或更高。
然后重新编译、连接，装入再运行，看看情况有没有变化？
本实验还未有实验结果，正在寻找原因。
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