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嵌入式C语言开发ADSP21XX系列DSP

嵌入式C语言开发ADSP21XX系列DSP

摘要:详细介绍使用VisualDSP开发工具进行ADSP21XX的C语言编程的方法;分析其C语言运行库的结构,并且结合实例介绍C语言工具的使用方法,包括C语言与汇编语言混合编程的方法,从C运行库提取代码用于自己的汇编语言程序的方法、修改运行库的源代码以适应自己开发需要的方法等。

关键词:DSP VisualDSP 嵌入式C语言 汇编语言

引言

长期以来,在DSP系统开发中,一直把汇编语言作为主要的开发工具;但汇编语言与自然语言差距很大,不易常,而且汇编语言是依赖于处理器的,不利于软件的可重复利用和系统的稳定性,程序不易移植,给开发工作带来了很大的困难。随着嵌入式系统复杂程度的不断提高,用汇编语言编写一个巨大的程度将是困难,甚至是不可能的。为此,AD公司推出了针对ADSP21XX系列DSP的嵌入式C和C++语言集成开发工具,分别是VisualDSP和VisualDSP++系列,这些开发工具提供了C语言和C++语音的开发功能。以下就以笔者在实际开发中的一些经验,结合VisualDSP6.1版本,介绍用C语言开发VisualDSP6.1版本,介绍用C语言开发ADSP21XX的方法。VisualDSP提供了一个开放源码软件组织GNU的C编译器,和一套成熟稳定的C运行时间库(C Run time Library)等。GNU的编译器一向以编译效率高著称,在编译后的代码长度和运行速度方面非常优秀;C运行时间库则把很多重复性的工作,如浮点运行、三角函数、FFT等作为C语言的库函数,提供给用户,大大提高了用户的开发效率和程序的稳定性,降低了开发难度,另外,由于把这些库函数的源代码提供给了用户,还提高了C语言与汇编语言之间的透明性,使用户开发的程序兼具两者的优点。

1 Visual DSP简介

VisualDSP是AD公司的DSP开发工具,主要由可执行文件、库文件和各种帮助文档组成。6.1版本还带有一个基于图形界面,针对21XX系列DSP的软件仿真和调试工具。

VisualDSP的可执行文件包括汇编、编译、链接工具以及可执行文件重新格式化工具等,见表1。

表1 VisualDSP的可执行文件及用途

可执行文件名  

用 途

 
Asmpp.exe*   汇编预处理程序  
Asm2.exe*   21XX系列汇编程序的汇编程序  
Asm21.exe   21XX系列命令行汇编程序  
Ld21.exe   21XX系列链接工具  
G21.exe   基于GNU的21XX系列C编译器  
Bld21.exe   系统编译工具,产生相应于不同硬件体系的.ACH文件  
Lib21.exe   21XX系列的库管理工具  
Hspl21.exe   把21XX系列可执行文件变成HIP口可加载的格式  
Spl21.exe   把21XX系列可执行文件变成PROM可烧写的格式  

注:“*”代表该程序一般不单独使用,而昌由G21.exe或Asm21.exe调用。

VisualDSP套件中的软件仿真调试工具DEBUGAPP,采用Windows图形界面,使用方便。它的主要特点是:可以仿真调试从ADSP2101~2189全系列的DSP;支持断点、单步、全速运行等各种常见调试方法;可以随时查询和修改DSP的程序RAM(PM)、数据RAM(DM)和各寄存器的内容;可以仿真中断,进行可执行程序性能评估(Profile),因此可以进行时序仿真。DEBUGAPP是调试程序和验证复杂算法的极好工具。

VisualDSP6.1还提供了丰富的帮助文档,包括21XX系列的用户手册、汇编和C语言工具以及仿真调试程序的使用手册;还有C运行库的参考手册,列出了所有可用的C库函数。用C语言开发DSP的典型流程如图1所示。

2 C语言运行库结构

C语言运行时间库是位于LIB目录下的*.a文件,是整个C开发工具的核心之一,提供了大量的可以直接调用的库函数。这些库函数的函数原型包含在INCLUDE目录下的头文件中。这些头文件有的还包含一些宏定义。另外,VisualDSP还把这些库函数的汇编语言源代码提供给出了用户,方便了用户从中提取有用的代码,甚至修改源代码,生成新的库,来适应自己的要求。利用LIB21程序,还可以把自己的常用汇编子程序做成库,或是将实时性要求较高的代码用汇编语言来写,做成库,供C语言程序调用。

VisualDSP的C语言运行库由两部分组成:应用程序框架和预定义的各种库函数。

不同的DSP型号有不同的硬件结构、中断向量表,所以对应的应用程序框架库也不同,相应的文件是21*_HDR.DSP.其中*代表不同的DSP型号。应用程序框架的主体是中断向量处理部分,把中断向量引到合适的地址。其中最重要的是对系统复位(RESET_VECTOR)的中断向量的处理:

_Reset_vector:CALL_lib_setup_everything;

CALL main_;

JUMP_lib_prog_term;

NOP;

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