CCS中DSP、BIOS工具的使用

1学号成绩《DSP技术》课程论文题目CCS中DSP/BIOS工具的使用作者班级_院别专业_完成时间评语2目录一、DSP/BIOS简介……………………………………………………………………1二、DSP/BIOS的组件构成……………………………………………………………1三、DSP/BIOS的启动顺序……………………………………………………………2四、DSP/BIOS的配置…………………………………………………………………2五、基础类的DSP/BIOSAPI调用……………………………………………………15六、DSP\BIOS的中断、优先级………………………………………………………22七、参考文献…………………………………………………………………………231摘要：DSP/BIOS的静态配置是利用CCS提供的配置工具完成，包括图形化配置工具和文本配置工具。图形化工具层次清晰，比较直观，而文本工具更加灵活。一、DSP/BIOS简介DSP/BIOS是CCS中集成的一个简易的嵌入式实时操作系统，能够大大方便用户编写多任务应用程序。DSP/BIOS拥有很多实时嵌入式操作系统的功能，如任务的调度，任务间的同步和通信，内存管理，实时时钟管理，中断服务管理等。有了它，用户可以编写复杂的多线程程序，并且会占用更少的CPU和内存资源。DSP/BIOS是一个可用于实时调度、同步，主机和目标机通信，以及实时分析系统上的一个可裁减实时内核，它提供了抢占式的多任务调度，对硬件的及时反应，实时分析和配置工具等。同时提供标准的API接口，易于使用。它是TI的eXpressDSP实时软件技术的的一个关键部分。二、DSP/BIOS的组件构成DSP/BIOS在一个主机/目标机环境中的组件分布如下所示：DSP/BIOSAPI：编写的程序可以调用API接口函数；DSP/BIOS配置：创建的配置文件定义了程序使用的静态BIOS对象；DSP/BIOS分析工具：集成在CCS上的一些BIOS分析工具可以对运行与目标设备上的程序进行监测，包括CPU负载、时间、日志、线程执行状态等。DSP/BIOS分为很多模块，提供的所有API函数都按照模块分类，以模块名加下划线开头来命名，如图40所示为DSP/BIOS的全部模块。2图40三、DSP/BIOS的启动顺序当DSP/BIOS的应用程序启动时，一般遵循下面的步骤：（一）初始化DSP：DSP/BIOS程序从C/C++环境入口c_int00开始运行。对于C6000平台，在c_int00开始处，系统栈指针（B15）和全局页指针（B14）被分别设置在堆栈断的末尾和.bss断的开始。控制寄存器AMR、IER、CSR等被初始化；（二）初始化.bss段：当堆栈被设置完成后，初始化任务被调用，利用.cinit的记录对.bss断的变量进行初始化；3（三）调用BIOS_init初始化用到的各个模块：BIOS_init调用MOD_init对配置用到的各个模块进行初始化，包括HWI_init、HST_init、IDL_init等；（四）处理.pinit表：.pinit表包含一些指向初始化函数的指针，对C++程序，全局对象类的创建也在此时完成；（五）调用用户程序的main函数：用户main函数可以是C/C++函数或者汇编语言函数，对于汇编函数，使用_main的函数名。由于此时的硬件、软件中断还没有被使能，所以在用户主函数的初始化中需要注意，可以使能单独的中断屏蔽位，但是不能调用类似HWI_enable的接口来使能全局中断；（六）调用BIOS_start启动DSP/BIOS：BIOS_start在用户main函数退出后被调用，它负责使能使用的各个模块并调用MOD_startup启动每个模块。包括CLK_startup、PIP_startup、SWI_startup、HWI_startup等。当TSK管理模块在配置中被使用时，TSK_startup被执行，并且BIOS_start将不会结束返回；（七）执行idle循环：有两种方式进入idle循环。当TSK管理模块使能时，任务调度器运行的TSK_idle任务调用IDL_loop在其它任务空闲时进入idle循环；当TSK模块未被使用时，BIOS_start调用将返回，并执行IDL_loop进入永久的idle循环，此时硬件和软件中断可以抢占idle循环得到执行。由于idle循环中管理和主机的通信，因此主机和目标机之间的数据交互可以进行了。四、DSP/BIOS的配置DSP/BIOS的静态配置是利用CCS提供的配置工具完成，包括图形化配置工具和文本配置工具。图形化工具层次清晰，比较直观，而文本工具更加灵活。通常使用图形化的配置方法，下面对主要的模块配置做一些介绍。（一）GlobalSettingProperties右键点击“GlobalSettings”，点击“What’sThis”，会弹出帮助窗口，该文件中有GlobalSettingProperties的各项设置说明。下面介绍的其他如MEM、LOG等配置都可以用同样的方法得到相应的帮助。选择弹出菜单中的“Properties”，如图41所示。4图41弹出如图42所示对话框:5图42一般选择默认设置即可，CLKOUT项需要根据DSP硬件单板提供的工作时钟设置，Himalaya通常运行在1GHz频率。DSPEndianMode项根据实际情况设置。（二）MEM设置MEM模块设置中可以根据具体情况设置不同的内存段，其中存在一个默认的IRAM片内内存段。需要注意的是，首先必须在IRAM段上设置一个heap段落，用于BIOS的内部使用。设置方法是在IRAM段上右键选择“Properties”，弹出如图43对话框，必须设置红线框中的选项，heapsize可根据情况具体设置。6图43接下来配置MEM全局属性，右键点击配置窗口中的“MEM…”，如图44所示：图44点击“Properties”，弹出如图45所示窗口：7图45如图红线框中，两个heap段都要选择为IRAM，“StackSize”项需要根据实际情况设置最大的栈大小，其他使用缺省设置即可。在图44的菜单中，点击“InsertMEM”可创建新的内存段。在新的内存段名上右键选择“Properties”弹出如图43窗口，根据情况设置base（基地址）、len（段长度）、heapsize（用于MEM动态内存分配的堆大小）。（三）LOG设置LOG用于输出和记录一些打印信息，默认存在一个LOG_system对象，是系统内部用来处理打印信息的，不需要去设置。可以增加新的LOG对象，用来在应用程序中输出打印信息。如图46，在LOG标签上右键选择“InsertLOG”，填写对象名LOG_test即建立了一个新的LOG对象。8图46在LOG_test标签上右键选择“Properties”，弹出如图47窗口，可对此LOG对象属性作一些设置。具体设置含义可通过Help查看。图47（四）CLK设置在CLK属性中通常选择定时器Timer0作为DSP/BIOS的基准时钟，计时分辩率设置为每秒1000次中断，在1GHz系统时钟下，近似为每次定时中断间隔999.996微秒。TimerMode选择为32bitunchained模式，即使用TCI6482的TMR0的TIMLO作为Timer0，而TIMHI还可以作其它用途使用。CLK属性配置界面如图48所示：9图48（五）HWI设置HWI（硬中断）中包含HWI_INT4到HWI_INT15可用来定义用户自己的硬件中断，HWI_RESET、HWI_NMI和HWI_RESERVED不要去改动。如图49，每个硬HWI的优先级从上到下逐渐降低。10图49选择HWI_INT10为例，来设置EMAC/MDIO的中断，需要填写中断事件号17，并且填写中断服务程序名（C函数前面需要加下划线）如图50所示：图50在Dispatcher页面，选择“UseDispatcher”由BIOS代理控制中断的确认和清除，不需要用户中断服务程序干预，比较简便。如图51：11图51（六）SWI设置SWI（软中断）的优先级在HWI之后，但是比TSK高，可以通过右键菜单中的“InsertSWI”创建一个SWI对象，可以指定SWI内部优先级，从0(最低)到14(最高)。如图52：图5212（七）TSK设置在TSKManager（任务管理器）中可以根据需要创建各种任务，任务间是根据优先级抢占策略来进行调度的，TSK提供有多种优先级别，包括-1(Suspend)、0(Idle)、1(最低)到15(最高)。如图53：图53在TSKManager上右键选择“InsertTSK”并填写任务名称后就可以创建一个任务，在相应任务上右键选择“Properties”可对任务属性进行设置，如图54：13图54StackSize（最大堆栈大小）和Priority（优先级）需要根据任务的具体情况进行设置。在页面，填写任务实体函数名（C函数前面加一个下划线），如图55：图5514（八）Synchronization设置DSP/BIOS中任务间的通信和同步可由SEM、MBX、QUE、LCK四个模块完成：SEM（信号量）：用于任务同步和互斥，有计数功能，根据需要使用；MBX（邮箱）：也用于任务同步，可以传递少量数据，根据需要使用；QUE（队列）：可实现任务同步和资源的共享，根据需要使用；LCK（资源锁）：实现对共享资源的互斥，根据需要使用。四种同步模块对象都可以通过各自的右键菜单中“Insert…”来创建，并可对其属性作相应的设置。如图56所示：图56（九）Input/Output设置这里可以设置一些输入/输出相关的高级设置，具体可通过CCS的帮助项来了解。一般不需要进行设置。只有RTDX（实时数据交换），需要根据目标环境的情况对数据交换模式进行一下选择，用来在调试中主机和目标机进行数据交换。可以是仿真器环境的JTAG模式，或者是模拟器环境的Simulator模式。如图57所示：15五、基础类的DSP/BIOSAPI调用（一）时钟管理CLK1.Unsncounts=CLK_countspms(void)返回每毫秒的定时器高分辨率时钟的计数值2.LgUnscurrtime=CLK_gethtime(void)返回高分辨率时钟的计数值超过32bit归零高分辨率时钟是DSP时钟除以(TDDR+1)3.LgUnscurrtime=CLK_getltime(void)返回低分辨率时钟的计数值超过32bit归零高分辨率时钟是DSP时钟除以(TDDR+1)再除以(PRD+1)4.Unsperiod=CLK_getprd(void)返回CLK管理器周期寄存器的值(二)周期函数PRD1.LgUnsnum=PRD_getticks(void)返回32位周期函数管理计数值2.voidPRD_start(PRD_Obj*period)启动PRD模块计数器，一般地，mode=one-shot3.voidPRD_stop(PRD_Obj*period)关闭PRD模块计数器4.voidPRD_tick(void)对周期模块的计数器加1，以便周期模块管理器确定哪个周期性函数得以运行16(三)软件中断管理SWI1.voidSWI_andn(SWI_Obj*swi,Unsmask)mask屏蔽字参数将邮箱值与mask做与运算，并用结果代替以前的邮箱值，若为0，启动软件中断，恢复邮箱初始值2.voidSWI_andn(SWI_Obj*swi)将邮箱值减1，并用结果代替以前的邮箱值，若为0，启动软件中断，恢复邮箱初始值3.voidSWI_disable(Void)禁止软件中断4.voidSWI_enable(Void)使能软件中断5.Unsnum=SWI_getmbox(void)返回当前SWI对象在被执行的邮箱值，若中断已经开始执行，DSP/BIOS会先保存此值6.Unskey=SWI_getpri(SWI_Obj*swi)返回指定的SWI对象的优先级7.voidSWI_inc(SWI_Obj*swi)