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1、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

2、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（probe points） ，可用于算法仿真，数据监视等。 g.剖析工具（profile points） ，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，

3、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

4、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“Build Options”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“build all ”命令完成编译，连接。 h.

5、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

6、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

7、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

8、 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 Add File to Project 选项，将源程序 volume.c、load.asm依次添加到工程

9、文件中。 2)在 File 菜单下选择“New - DSP/BIOS Configuration”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

10、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“Global Settings”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。DSP MIPS(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

11、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“Modify CLKMD”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

12、，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 VC5402 16K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

13、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“Insert LOG ”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

14、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 extern LOG_Obj trace； c. 在C源程序中的main()函数中增加LOG API函数， 如 LOG_printf(&trace , “ The new program is runningn”)； 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

15、存修改的配置文件、C 源程序等。然后选择 Project 菜单中的 Build Options 选项，或使用鼠标右键单击工程文件名（如 bios.pjt）并选择 Build Options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“Output Filename”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

16、 File 菜单的“Load Program”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 “Go Main” 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“Message Log ” 。用鼠标右键单击

17、出现的 MessageLog 窗口，在弹出菜单中选“Property Page ” 。在“log name ”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, “The program ”)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

18、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 - Go Main 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，

19、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 Go Main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

20、()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

21、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

22、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： extern SWI_Obj processing_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“Go Main”命令将程序运行到 main( )函数处。 13)用鼠标右键点击编译

23、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“RTA Control Panel” ，在弹出菜单中选 enable SWI， 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“Execution Graph” ，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“PRD Ticks Times”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)

24、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 -CPU Load Graph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 Wat

25、ch 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 “Load GEL” ， 并装入volume.gel 文件。 在 GEL 菜单中选 “Application Control”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，

26、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： void test() 20)重新 build、装入并运行。注意：请将 RTA面板的“enable PRD logging”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

27、 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（Priority 1） 。使用鼠标拖动 PRD_swi到 Priority 2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。