DSP编程中几个关键问题的探究

DSP编程中几个关键问题的探究

作者：李 丽

来源：《中国新技术新产品》2010年第11期

摘要:对DSP串口的DMA传输方式使用中可能遇到的疑难问题、汇编指令歧义及C语言混合编程容易犯的错误作了分析,对Bootload编程的疑难点做出了相应实例解释。 关键词:汇编指令的歧义;Bootload Bug;Multi-Frame 1 引言

DSP芯片凭其优异的性能在高速计算领域有着巨大的应用前景。但其应用所涉及的知识非常庞杂。本文以TI公司320C54X系列为蓝本进行提纯,所有认识都是笔者在实际工作中亲手实践所得。

2 DSP编程的关键问题

2.1 McBSP(Multichannel Buffered Serial Port)串口利用DMA中的多帧(Multi-Frame)方式通信的中断处理

在实际通信应用中,一个突发之后,程序必须为下一个突发作准备。因此一般采用串口的DMA多帧方式但在串口以DMA方式传输数据时却有一些问题要讨论。首先DMA的传输同步事件应设McBSP的传输事件即XEVT,这样一字节传输后会自动准备另一字节(McBSP的READY上升沿触发DMA传输)。中断发生时意味着一个块已传完,这时DMA的使能自动关闭,McBSP的READY将一直保持高状态。但是在下一次突发传输直接使能DMA时却启动不了传输(相信会有许多我遇到此类问题)。这是因为无法产生McBSP触发启动所需的READY上升沿。解决办法是在中断程序中先关闭McBSP的发送,使READY=0,随后在程序中发送使能DMA,再打开McBSP的发送即可 2.2 McBSP串口配置的关键时序

主要是寄存器SPCR2的配置:在保持RRST、XRST、FRST各位为0的前提下,配置好其它串口控制寄存器。等待至少2个CLKR/T时钟以确保DSP内部的同步。可以向DXR装载数据或使能DMA;使能GRST(GRST=1)(如果需要DSP内部产生采样时钟);使能RRST或XRST,注意此时要保证SPCR中仅有此一位发生改变。 2.3 汇编语言程序中的变量

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汇编语言程序中的公用变量应在文件中定义,如.def carry。汇编语言程序中使用的局部变量不需定义,可直接声明,例如trn_num .word 00h。如果在两个asm文件中有两个都没有定义的同名变量,则编译程序会认为分他们不是同一变量。在汇编程序的开头应有.mmregs宏语句。它一方面表示对默认定义的确认(ah,bh,trn等),另一方面可以对所用寄存器重新定义。如: .mmregs

DMPREC .set 54h ;定义DMA优先和使能寄存器地址在54h DMSA .set 55h DMSDN .set 57h

DXR10 .set 23h ;定义串口1的发送寄存器地睛在23h 2.4 ST1寄存器中CPL位的影响

CPL位是编译模式控制位,它表示在相对直接寻址时采用哪种指针。当CPL=0时,使用页指针DP;当CPL=1时,使用堆栈指针SP。实际使用中二者没有什么差别,但使用SP寻址的程序更易读。在程序中经常使用CPL=1。 3 指令的歧义 3.1 比较下面指令

STLM B,AR4 ;把bl内容送入寄存器AR4 (×) STLM B,*AR4 ;把bl内容送入寄存器AR4 (√)

前者实际执行的是把bl内容送入一个系统用的缓冲区,后者也可用: MVDM BL,AR4 ;把bl内容送入寄存器AR4 (√) 其他易导致歧义的语句还有:

LD AR5,A ;把AR5的内容送入寄存器A (×) LDM AR5,A ;把AR5的内容送入寄存器A (√) ANDM #0x107e,AR4;把#107e加到寄存器AR4 (×) ANDN #0x107e,*AR4;把#107e加到寄存器AR4 (√)

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仅对某些寄存器有效的指令:

MVDD * AR2+,*AR3+ ;把以AR2为地址的内容拷入AR3的地址中 此类指令用作数据块搬移特别有效,但仅对AR2、AR3、AR4、AR5有效。 易错语句中对程序运行危害最大的是:

ST #0,*(bsp0_out_sign) ;bsp0_out_sign是一个变量名(√)

STM #0,bsp0_out_sign ;此语句被编译为STM #0,PMST或STM #0,IMR (×) 这种语句会导致程序运行中的随机故障,且极难发现。 4 汇编与C语言混合编程的关键问题 4.1 C程序变量与汇编程序变量的共用

为了使程序更易于接口和维护,可以在汇编程序中引用与C程序共享的变量: .ref_to_dce_num,_to_dte_num,_to_dce_buf f,_to_dte_buff

在汇编程序中引用而在C程序可直接定义的变量:

unsigned char to_dte_buff[BUFF_SIZE]; //DSP发向PC机的数据 int to_dte_num; //缓冲区中存放的有效字节数 int to_dte_store: //缓冲区的存放指针 int to_dte_read; //缓冲区的读取指针 这样经过链接就可完成对应。 4.2 程序入口问题

在C程序中,程序的入口是main()函数。而在汇编程序中其入口由*.cmd文件中的命令决定,如:-emain_start;程序入口地址为main_start。这样,混合汇编出来的程序得不到正确结果。因为C到ASM的汇编有默认的入口c-int00,从这开始的一段程序为C程序的运行做准备工作。这些

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工作包括初始化变量、设置栈指针等,相当于系统壳不能耐跨越。这时可在*.cmd文件中去掉语句:-e main_start。如仍想执行某些汇编程序,可以C函数的形式执行,如: main_start(); //其中含有其他汇编程序

但前提是在汇编程序中把_main_start作为首地址,程序以rete结尾(作为可调用的函数)的程序段,并在汇编程序中引用_main_start,即.ref _main_start。 4.3 堆栈问题

在汇编程序中对堆栈的依赖很小,但在C程序中分配局部变量、变量初始化、传递函数变量、保存函数返回地址、保护临时结果功能都是靠堆栈完成。而C编译器无法检查程序运行时堆栈能否堆栈溢出。 4.4 程序跑飞问题

编译后的C程序跑飞一般是对不存在的存储区访问造成的。首先要查.MAP文件并与memery map图对比,看是否超出范围。如果在有中断的程序中跑飞,应重点查在中断程序中是否对所用到的寄存器进行了压栈保护。如果在中断程序中调用了C程序,则要查汇编后的C程序中是否用到了没有被保护的寄存器并提供保护(在C程序的编译中是不对A、B等寄存器进行保护的)。 5 结论

在编程中对DSP串口的DMA传输方式使用中遇到的疑难问题、汇编指令歧义及C语言混合编程容易犯的错误在本文中作了分析和研究,并对某些编程的疑难点做出了相应实例解释。鉴于本人水平有限,不足之处,还望指正。 参考文献

[1]周杨等.DSP在电动机车应用中的几个关键问题[J].电机与控制学报,2006.10(6):580-585.