第九章_DSP芯片的开发环境

1●信息工程学院●第十章DSP芯片的开发环境一、开发流程和开发工具二、代码生成工具三、代码调试工具四、XDS510仿真器的应用五、软件开发平台CCS及其应用一、开发流程和开发工具作用：缩短开发周期，降低开发难度▲代码生成工具——将C或汇编语言编写的DSP程序编译并链接成为可执行的DSP程序。▲代码调试工具——对DSP程序及系统进行调试，使编写的程序达到设计目标。宏源文件文档管理器宏库链接器C编译器十六进制转换公用程序文档管理器汇编器目标文件库C源文件汇编源文件COFF目标格式运行支持库可执行的COFF文件EPROM编程器交叉引用列表器TMS320DSP绝对列表器调试工具软件开发流程将用高级语言、汇编语言或用两种语言混合编写的DSP程序转换为可执行的目标代码程序——包括基本的C编译器、汇编器和链接器外，还有文档管理器、运行支持库、交叉引用列表器、代码格式转换器等辅助工具程序。▲C编译器——是一种将C语言程序自动编译为DSP汇编程序的代码生成工具，这些标准C优化编译器将标准C语言原文件编译成为相应片种的汇编语言源代码文件，通过汇编和链接，产生可执行的目标文件。二、代码生成工具，√完全符合ANSIC标准；√具有完整的运行支持库，可以对运行支持函数库和用户定义函数库作扩展；√能够进行优化编译，产生高效汇编代码；√用户可进行库或档案的管理，可以对库进行文件的添加、删除、替换等，可以将目标文件库作为链接器的输入；√可控制存储器的分配、存储器的配置和部分链接；√C编译器提供的外壳程序，只需用一个命令，就可以编译、汇编和链接，直接从C源文件产生可执行的公用目标文件格式（COFF）文件；√具有灵活的汇编语言接口；√提供了多种列表文件，如源代码文件和汇编列表文件，预处理输出文件等；√可以利用建库应用程序，通过不同的选择来建立自己的运行支持库等。C编译器特点二、代码生成工具▲汇编器——将汇编语言的源程序文件汇编成机器语言的目标文件，目标文件的格式为公用目标文件格式，该汇编语言文件可以是C编译器产生的汇编文件或汇编优化器输出的汇编文件，或是由文档管理器管理的宏库内的宏。汇编器的功能：√处理汇编文件（.ASM）中的源语句，产生可重新定位的目标文件（.obj）；√根据要求产生源程序列表文件（.lst），并向用户提供对此列表的控制；√根据要求将交叉引用列表加到源程序列表中；√将代码分为段，并为每个目标代码段设置段程序计数器（SPC）；√定义和引用全局符号；√汇编条件块；√支持宏调用，允许用户在程序中或在库内定义宏。二、代码生成工具▲链接器——将目标文件组合成一个可执行的COFF目标模块。链接器可以接受的输入文件包括汇编器产生的COFF目标文件、命令文件、库文件以及已部分链接好了的文件，它所产生的可执行COFF目标模块可以装入各种开发工具或由TMS320器件来执行。在生成可执行模块的过程中，链接器进行重定位操作，并处理外部引用符号。主要功能：√定义一个与目标系统存储器一致的存储器模块；√组合目标文件块；√定位程序段到目标系统存储器的特定区域，赋予它们最后的地址；√定义和重新定义全局符号以赋予它们特定的值；√处理输入文件之间的未定义外部符号。二、代码生成工具▲文档管理器——将多个独立文件组合成一个文档Archive或库library。√文档管理器可以方便的管理一组文件√利用文档管理器，可以方便地删除、替换、提取或增添库成员。√利用文档管理器可以生成不同类型的库。也可使用文档管理器来建立宏库。文档管理器最有用的应用之一是建立目标模块库。例如：用户可以编写几种算法子程序，汇编它们，并使用文档管理器把目标文件收集到单个逻辑组中。然后用户可以规定目标库作为链接器的输入。链接器将搜索库并包含解决外部引用的成员。二、代码生成工具▲交叉引用列表器——接受已连接的目标文件作为输入，产生一个交叉引用列表，在列表文件中列出符号、符号的定义以及它们在已经链接的源文件中的引用。▲代码格式转换器器——将链接器生成的.out文件（COFF文件格式）转换为若干标准的ASCII十六进制形式之一。如Intel的Hex文件格式、TI-Tagged文件格式等。因为大多数的EPROM编程器不支持TI的COFF格式目标文件，因此TI提供该代码格式转换器，以便烧制EPROM。二、代码生成工具▲绝对列表器器——接收已链接的目标文件作为输入，创建.abs文件作为输出的调试工具。√这些.abs文件可以被汇编以产生显示目标代码绝对地址的列表√如果用人工的方法，这将需要冗长的操作过程；绝对列表器实用程序可以自动完成这些操作。产生绝对列表所需要的步骤：√汇编源文件；√链接所产生的目标文件；√调用绝对列表器，使用已链接的目标文件作为输入，它将创建.abs的文件；√汇编.abs文件，以产生包含绝对地址的列表文件。二、代码生成工具应用举例编辑使用任一种编辑器生成源程序和命令文件如test.asm和test.cmd输出文件test.out—可执行文件test.map—映射文件链接使用链接器生成可执行代码，如:DSPLNKtest.objtest.cmd-Otest.out-m输出文件test.lst-列表文件test.obj-COFF文件汇编使用汇编器生成目标文件(*.obj)如:DSPATEST-L-V2XX-SDSP系统产生可执行文件的过程二、代码生成工具▲用户可以使用任何一种文本编辑器，在进行汇编语言编程时，请注意各种符号的大小写。源程序按编码块、数据块的格式编写，通常分为三段，即：.text通常包含可执行代码.data通常包含已初始化的数据.bss通常为未初始化的数据保留空间此外，源文件还可包括以下各段（通称命名段）符号.usect“块名”,字数：类似.bss产生在非初始化段，在RAM中为变量保留空间。符号.sect“块名”：类似缺省的.text、.data段包括代码和数据段，产生在初始化段，其建立的模块是可重定位的。符号.asect“块名”,Address：也是建立包含代码或数据的块，产生在初始化段，它建立的是具有绝对地址的块——编辑二、代码生成工具应用举例▲源程序通常包括以下几个部分：.title“FileName”.copy“init.h”.copy“vector.h”.text┇┇.end——源程序编写二、代码生成工具应用举例可用CCS环境下的菜单，也可在CCS环境下输入命令。▲DSPA汇编器的使用一般格式:DSPA源程序文件-V版本号[-L][-M][-S]这里DSPA为汇编器的命令，[]为汇编器选项，其含意为：-V说明汇编不同的处理器：V2XX/V50；-L可产生列表文件；-M可产生映射文件；-S带符号调试。▲常用格式举例√DSPADEMO.ASM-V2XX；ASM可缺省，只产生OBJ文件。注意-V2XX必须加。√DSPADEMO–L–V2XX；产生OBJ文件、LST文件。√DSPA–IPATHNAMEDEMO-V2XX；源文件加路径。√DSPADEMO–V2XX–L–S；产生OBJ文件、LST文件，可带符号调试。应注意的是DSPA生成的OBJ文件是通用目标文件格式。——汇编和链接二、代码生成工具应用举例▲DSPLNK链接器的使用——一是把一个或多个COFF目标文件作为输入文件连接起来，产生可执行的输出文件，即*.OUT文件；二是链接器定位输出文件的存储器地址。——汇编和链接二、代码生成工具应用举例一般格式：DSPLNK目标文件命令文件–O输出文件[-M映射文件]这里DSPLNK为链接器命令，[]为汇编器选项。▲常用格式举例DSPLNKDEMODEMO.CMD–ODEMO.OUT–MDEMO.MAP其中输入文件为DEMO.OBJ,命令文件为DEMO.CMD,输出文件为DEMO.OUT，映射文件为DEMO.MAP。利用代码调试工具即可调试DEMO.OUT文件。——汇编和链接二、代码生成工具应用举例▲作用：将代码产生工具生成的可执行.out文件，通过调试器接口把它加载到TI的系统集成与代码调试工具或用户系统上进行调试。集成与调试工具包括：√C/汇编语言源码调试器√初学者工具DSK√软件模拟器√评价模块EVM√软件开发系统SWDS√硬件仿真器XDS三、代码调试工具▲C/汇编源码调试器C/汇编源码调试器是运行在PC上的一种软件接口，它与其他调试工具（如软件模拟器、评价模块、软件开发系统、仿真器）配合使用。用户程序既可用C语言调试，也可用汇编语言调试，还可进行C和汇编的混合调试。调试器提供了非常友好的人机界面，它采用面向窗口、鼠标支持、菜单式接口和命令输入等形式，使用十分方便。▲初学者工具DSK初学者工具是TI公司为TMS320DSP的初学者设计和生产的用以编程练习的一种廉价的实时软件调试工具，用户可以使用DSK来调试用户自己的系统。DSK工具除了具有一片DSP芯片外，还具一些软硬件资源：打印机并口或RS-232串口，电源插口，标准的RCA插口，提供和话筒、扬声器或其它模拟器件的连接，提供片内RAM。汇编器。调试器软件接口。三、代码调试工具▲软件模拟器是一种模拟DSP芯片各种功能并在非实时条件下进行软件调试的工具，不需要目标硬件支持，只需在计算机上运行，是一种廉价方便的调试工具，但它突出的缺点是运行速度慢，无法保证实时性。因此，软件模拟器适合于初学者使用或对算法进行预调试，汇编源程序经过汇编链接之后，就可将其调入软件模拟器进行调试。调试中所需的I/O值可从文件中取出，输出到I/O口的值也可存储在文件中。同时新版本的模拟器都采用C和汇编源码调试接口，采用C语言或汇编语言或C和汇编语言的混合调试。▲评价模块EVM是一种低成本的用于器件评估、标准程序检查以及有限的系统调试的开发板。它配置了目标处理器，一个小容量的存储器和其它有限的硬件资源，它可用来对DSP芯片性能进行评价，也可用来组成一定规模的用户DSP系统。三、代码调试工具▲软件开发系统SWDS软件开发系统是一块可用于进行性能评估和实时软件开发的插入到到PC机中的低成本DSP板，用户程序可以在DSP板上进行实时的软件调试，程序在DSP芯片上实时运行。它与软件模拟器的区别在于它可对软件进行实时调试，而它与硬件仿真器的区别在于软件开发系统不能提供实时硬件调试功能，因此涉及目标I/O操作一般用文件I/O来代替。三、代码调试工具▲硬件仿真器XDSTMS320扩展开发系统（XDS.ExtendedDevelopmentSystem）是功能强大的高速仿真器，可用来进行系统级的集成调试，是进行DSP芯片开发的最佳工具。√传统的电路仿真器:对用户级进行硬件仿真时，仿真器的电缆插头必须插入到用户硬件电路中DSP芯片的位置，即仿真电缆的插头引脚必须与DSP芯片的引脚一一对应；√扫描仿真器:通过DSP芯片上提供的几个仿真引脚实现仿真功能。扫描仿真器优点：解决了电路仿真器仿真电缆过长引起信号失真，仿真插头引起可靠性差等问题，使用这种方法，程序可以从片内或片外的目标存储器实时执行，在任何时钟速度下都不会引入额外的等待状态。另外由于DSP芯片内部是通过移位寄存器扫描链实现扫描仿真，而这个扫描链可被外部的串行口访问，因此采用扫描仿真，即使芯片已经焊在电路板上，也可进行仿真调试，这为在生产过程中调试DSP系统提供了极大的方便。三、代码调试工具▲硬件仿真器3X仿真器是12线仿真头，4X、5X、2XX、54X和8X等仿真器的仿真信号线都采用JTAG标准IEEE1149.1。扫描仿真器配置的软件采用的也是C/汇编源码的调试界面，它与软件模拟器的用户界面完全相同，目标代码可通过扫描接口从PC机下载到目标系统的存储器中。三、代码调试工具▲XDS510仿真器的应用XDS510仿真器是以PC机为基础的开发系统，它可以实施全速扫描仿真，属于串行工作的DSP仿真系统。为了保证仿真过程能与目标系统独立工作时的特性相同或接近，XDS510仿真开发系统利用JTAG电路与目标系统DSP处理器连接，用于实现对处理器内部的调试，可以用它来开发硬件和软件，并将它集成到目标系统中。▲边界扫描技术JTAG----J