河南理工DSPandMCU

1DSPandMCU（MicroControllerUnit）DSP采用的哈佛结构(HarvardArchitecture)，数据空间和存储空间是分开的，通过独立的数据总线在程序空间和数据空间同时访问。而MCU采用的冯·诺伊曼结构(VonNeumannArchitecture)，数据空间和存储空间共用一个存储器空间，通过一组总线（地址总线与数据总线）连接到CPU。显然，运算能力上MCU不如DSP；但MCU价格便宜，对性能要求不高的场合MCU具有很大的优势。1.2ThecharacteristicsofDSP数字信号处理不同于普通的科学计算与分析，它强调运算的实时性。除了具备普通微处理所强调的高速运算和控制能力外,针对实时数字信号处理的特点,在处理器的结构、指令系统、指令流程上作了很大的改进,其主要特点如下：�程序空间和数据空间分开，CPU可以同时访问指令和数据；��在一个指令周期内可以完成一次乘法和一次加法运算；�片内具有快速RAM，通常可以通过独立的数据总线在程序空间和数据空间同时访问；�具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；�具有快速的中断处理和硬件I/O支持；��可以并行执行多个操作；�支持流水线操作，使得取址、译码和执行等操作可以重叠执行。DSPandARMARM面向低成本预算市场微处理器。ARM具有较强的事务管理能力，适合用来跑界面、操作系统等，其优势体现在控制方面，像手持设备90%左右的市场份额均被其占有。而DSP优势是强大的数据处理能力和较高的运行速度，所以多用于数据处理，例如加密/解密、调制/解调等。但是TI公司的C2000系列的DSP除了具有强大的运算能力，在控制领域也是佼佼者。DSPandFPGAFPGA是在PAL、GAL、PLD等可编程器件的基础上发展而来的，是专用集成电路中集成度最高的一种。FPGA采用了逻辑单元LCA的概念。FPGA能够进行方便的编程、除错、再编程和重复操作，可以充分地进行设计开发和验证，其现场可编程能力可以延长产品在市场上的寿命。但是其价格比较昂贵，这是限制其应用的主要原因。选择DSP芯片时应考虑如下因素。．运算量运算量是确定DSP处理能力的基础．运算速度价格硬件资源运算精度:一般的定点DSP芯片的字长为16位，浮点芯片的字长一般为32位。开发工具功耗其他..哈佛结构处理器有两个的特点：(1)使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存；(2)使用独立的两条总线，分别作为CPU与每个存储器之间的专用通信路径，而这两条总线之间毫无关联。该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和独立访问，可对程序和数据进行独立传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实时的数字信号处理DSP技术将会有以下一些发展趋势：（1）DSP的内核结构将进一步改善（2）DSP和微处理器的融合（3）DSP和高档CPU的2融合（4）DSP和SOC的融合（5）DSP和FPGA的融合（6）实时操作系统RTOS与DSP的结合（7）DSP的并行处理结构（8）功耗越来越低第3章CMD文件又分成两种。一种是分配RAM空间的，用来将程序load到RAM内进行调试，因为我们大部分时间都是在调试程序，所以多用这类CMD，gpio工程中的sram.cmd就是用于分配RAM空间的，另一种是分配FLASH空间的，当程序调试完毕后，需要将其烧写到FLASH内部进行固化，这个时侯我们就需要使用这类CMD文件了。上电顺序：在系统没有加电的情况下将仿真器和F28335的JTAG口连接好，然后将+5V的电源插到电源插座，接着把仿真器的USB口连接到电脑的USB口上，仿真器红色的POWER灯亮，打开CCS3.3，点击“Debug”菜单，然后点击“Connect”，仿真器绿色的TARGET灯亮，说明CCS3.3已经和DSP通过仿真器连接成功。下电顺序：和上电时的顺序正好完全相反，点击“Debug”菜单，然后点击“Disconnect”，断开CCS3.3和DSP的连接，然后关闭CCS3.3，接着将仿真器的USB口从电脑的USB口拔下，仿真器红色的POWER灯灭，再将+5V电源拔出，最后可以将仿真器的JTAG口和F28335的JTAG口拔开。菜单栏——和CCS所有功能相关的菜单都在这里面。•编译工具栏——编译程序时常用的一些工具。•调试工具栏——调试程序时常用的一些工具。•工程文件框——打开的工程所有文件会按类别放在这里，便于我们编程时在各个文件之间的切换。•代码编辑区——顾名思义，代码都是在这里编辑完成的了，是我们最主要的工作区域。•编译信息输出区——编译时产生的信息会在这个区域内输出，能让我们直观的了解到正在编译哪个文件，编译过程中是否产生了错误，而这些错误是哪些，由于什么原因引起的，这些内容都会显示在这里。单步调试在调试程序的时候经常会遇到一些需要逐行运行、逐行分析的情况，只有这样才能定位到问题的所在，这时候就需要使用单步调试的功能了。CCS3.3的单步调试工具有两种，一种是针对C语言源程序单步调试的，一种是针对反汇编程序单步调试的。•添加、移除断点Run和Animate的时候，我们就提到了断点，顾名思义，“断点”就是使程序运行中断的点。我们有时候要看看某一行代码是否被执行，或者执行前后某些变量的状态变化情况，就需要在这一行代码前设置一个断点。添加断点的方法很简单，您可以在需要添加断点的这行代码前双击，这行代码前就会出现一个红色圆圈，这就是断点了。添加断点的另外一种方法是将光标移动到需要添加的这行代码前面，然后点击工具栏上的小手按钮，就能给这一行添加断点了。在volume.c文件中“puts(“hellodsp!\n”)”这一行添加断点，如图所示。重新载入可执行文件，点击Run按钮，程序运行到断点处就停了下来，断点所在这一行的功能就是输出“hellodsp!”这个字符串，由于断点处，这一句代码还没有被执行，因此图所示的stdout窗口内是空白的。当再点击Run按钮，断点所在这一行的代码被执行，这时候，如图所示，stdout窗口内显示字符串“hellodsp！”使用watchwindow观察变量一个程序里通常会有许多变量，而常常希望在调试的时候能够看到某个或者某些变量的值，以便于判断程序运行是否正常，是否符合既定的要求。可以使用watchwindow的功能来查看变量的值。例如，想看volume.c中数组inp_buffer中元素的值。先在dataIO()这一行设3置一个断点，然后点击“Run”按钮，程序运行到断点处停止。然后用鼠标选择inp_buffer数组，右键点击，选择弹出菜单中的“AddtoWatchWindow”，就可以将inp_buffer数组添加到WatchWindow的窗口。统计代码的运行时间•在工程实际项目中，通常会对程序的执行时间有所要求，例如在电力自动化保护装置内，通常要对电压电流等数据进行FFT变换，而这些处理的过程是有时间要求的，这就需要学会在CCS3.3中统计代码的运行时间。•首先，重新将可执行文件下载到RAM中，然后点击菜单栏中的“View”菜单，接着点击“MixedSource/ASM”将窗口浏览模式切换到源程和汇编程序同时显示的模式。点击菜单栏中的“Debug”菜单，在下拉菜单中点击“GOMain”，会看到代表源程序的黄色小箭头指向了main函数的入口处，代表汇编程序的绿色小箭头也指向了main函数开始的地方。在Main函数内的第一行代码前设置断点，这样前期的准备工作就差不多完成了。位域定义•位域也是C语言中的一种数据结构，因此需要遵循先声明后使用的原则。前面例中，声明了bs1，说明bs1是bs型的变量，共占2个字节，其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。•关于位域的几点说明：–位域的定义必须按从右往左的顺序，也就是得从最低位开始定义。–一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如果一个字节所剩余空间不够放另一位域时，应该从下一个单元起存放该域，如structbs//定义位域bs{inta:4;int:0;//空域intb:5;//从第二个字节开始存放intc:3;};在这个位域定义中，第1个位域a占第1个字节的4位，而第2个位域b占5位，很显然第1个字节剩下的4位不能够完全容纳位域b,所以第1个字节的后4位写为0，定义为空域，b从第2个字节开始存放。位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说一个位域不能超过8位。位域可以无位域名，这时，他只用作填充或调整位置。无名的位域不能使用，例如：structbs//定义位域bs{inta:4;int:2;//这两位不能使用intb:2;intc:5;intd:3;};ADCTRL1的共同体定义结构体是为每一位分配空间；共同体是共用一个存储空间，同一时间只有一个在用。定义结构体、对变量进行声明为结构体、对声明的变量进行整体操作或是按位操作unionADCTRL1_REG{Uint16all;structADCTRL1_BITSbit;4};unionADCTRL1_REGADCTRL1；ADCTRL1.all=0x00E0;ADCTRL1bitCONTRUN=1(先定义了一个共同体;ADCTRL1REG，然后声明了一个ADCTRL1_REG变量ADCTRL1，接下来变量ADCTRL1就可以对寄存器实现整体操作或进行位操作。)寄存器文件的空间分配这个工作需要两步来完成：•使用DATA_SECTION方法将寄存器文件分配到数据空间中的某个数据段；•在CMD文件中，将这个数据段直接映射到这个外设寄存器所占的存储空间。MEMORY伪指令语法如下：MEMORY{PAGE0：name0[(attr)]:origin=constant，length=constantPAGE1：namen[(attr)]:origin=constant，length=constant}MEMORY、PAGE0大写，PAGE表明是分页制，同一页内不能取相同存储器名字。PAGE：用来标识存储空间的关键字，其中PAGE0为程序空间，PAGE1数据空间。name代表某一属性或地址范围的存储空间名称。名称可以是1－8个字符，在同一页内名称不能相同，不同页内名称能相同。attr用来规定存储空间的属性。共有4个属性，分别用四个字母来表示。只读R，只写W，该空间可包含可执行代码X，该空间可以被初始化I。实际使用时，为了简化起见，通常忽略此选项，表示存储空间具有所有的属性。origin用来定义存储空间的起始地址；length用来定义存储空间的长度。SECTIONS伪指令语法如下：name:[property，property，property，…]name:[property，property，property，…]……}name为输出段的名称；property为输出段的属性，常用的属性有：1.load:定义输出段将被装载到哪里的关键字：load=allocation或allocation或＞allocationallocation可以是绝对地址，例如“load=0x000400”#pragmaDATA_SECTION(AdcRegsFile)#else#pragmaDATA_SECTION(AdcRegs,AdcRegsFile);#endifltilttADCAdR上面语句的作用就是将AdcRegs分配到名字为AdcRegsFile的数据volatilestructADC_REGSAdcRegs;段。CMD文件会将每个数据段直接映射到相应的存储空间中。由于ADCREGS寄存器映射到起始地址为0x007100的存储空间。使用分配好的数据段，变量AdcRegs就会分配到起始地址为0x007100的存储空间.MEMORY{PAGE0:/*ProgramMemory*/5FLASH:origin=0x300000,length=0x40000PAGE1:/*