DSP原理与应用_(第4章DSP的开发环境与工具).pptx
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《DSP应用技术》课件
DSP芯片的硬件资源
运算单元
DSP芯片包含多个运算单元，如加法器、乘法器、累加器等，以提 高运算能力。
存储器
DSP芯片具有各种类型的存储器，如程序存储器、数据存储器、缓 存等，以满足不同存储需求。
外设接口
DSP芯片通过外设接口与其他硬件设备进行通信，如串行通信接口、 并行通信接口等。
04
DSP开发工具与环 境
数字信号处理优势
数字信号处理具有精度高、稳定性好、易于实现等优点。
信号的采样与量化
采样
采样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的 信号。换句话说，采样是用每隔一定时间的信号样值序列， 代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号 离散化。
量化
量化是将幅度上连续取值（模拟量）的每一个样本转换为离 散值（数字量）表示，通常是用取样点的值（样值）近似以 其邻近的整数值表示。
总结词
编译器与汇编器是DSP开发中的重要工具，用于将高级语言编写的代码转换成DSP可执 行的机器码。
详细描述
编译器与汇编器是DSP开发中的重要工具，用于将高级语言编写的代码转换成DSP可执 行的机器码。编译器通常将高级语言代码转换成汇编语言代码，然后再由汇编器将其转
换成机器码。这些工具大大提高了DSP应用程序的开发效率。
高效性能
DSP技术具有高效性能，能够快速处理大量的数 据，提高信号处理的效率。
DSP技术的应用领域
通信领域
DSP技术在通信领域中广泛应用于信号调制 、解调、频谱分析等方面。
图像处理
DSP技术可以用于图像信号的处理，如图像 滤波、图像增强等。
音频处理
DSP技术可以用于音频信号的处理，如音频 压缩、音频特效等。
《DSP技术及应用》PPT课件
32
一、主要的DSP芯片种类
1．TI公司的DSP芯片
TI公司常用的DSP芯片可以归纳为三大系列： （ 1 ） TMS320C2000 系 列 ， 称 为 DSP 控 制 器 ， 集 成了flash存储器、高速A/D转换器以及可靠的CAN 模块及数字马达控制的外围模块，适用于三相电动 机、变频器等高速实时工控产品等需要数字化的控 制领域。 （ 2 ） TMS320C5000 系 列 ， 这 是 16 位 定 点 DSP 。 主要用于通信领域，如IP电话机和IP电话网关、数 字式助听器、便携式声音/数据/视频产品、调制解 调器、手机和移动电话基站、语音服务器、数字无 线202电1/6/1、0 小型办公室和家庭办公室的语音和数据系统33 。
工作频率 内 存 容 量 位 长 （ 8 位 /16 位 /32 位） 接口方式（串行/并行）、 工 作 电 压 （ 5V/3.3V 或 其 他 ） 。
2021/6/10
20
器件的选型原则
逻辑控制
2021/6/10
先 确 定 所 用 器 件 ， 如 PLD 、 EPLD或FPGA；
再根据自己的特长和公司芯片 的特点决定采用哪家公司的哪一 系列产品；
1.总体方案设计 DSP应用
DSP系统设计前：
定义系统性能指标
•明确设计任务 •给出设计任务书
选择DSP芯片
功能描述准确
软件编程
硬件设计
功能描述清楚 描述的方式
软件调试
硬件调试
人工语言
系统集成
流程图 算法描述
系统调试
•将2021设/6/10计任务书转化为量化的技术指标。 12
技术指标的确定
系统采样 频率
13系统采样频率信号频率最复杂的算法所需最大时间对实时程度的要求ram的容量数量及程序的长短1632位定点浮点运算系统所要求的精度输入输出端口要求计算控制选定dsp芯片型号16源程序汇编器汇编目标文件链接器连接调试器调试代码转换c语言汇编语言混合语言代码写入eeprom可执行文件软件仺真17性能指标工期成本等dsp芯片adda内存电源逻辑控制通信人机接口总线等18根据是用于控制还是计算目的选择
DSP的开发环境 PPT课件
11
MEMORY命令 用来定义用户设计的系统中所包含的各种形式的存储器，
以及它们占据的地址范围。
一般格式如下： MEMORY {
PAGE 0: EPROM: org=0E000h, len=100h VECS: org=0FF80h, len=04h
PAGE 1: SPRAM: org=0060h, len=20h DARAM: org=0080h, len=100h
17
结束！
18
4.调试
软件仿真器(Simulator) 是一种模拟DSP芯片各种功能并在非实时条件下进
行软件调试的调试工具，它不需目标硬件支持，只需在 计算机上运行。 硬件仿真器(Emulator)
是一块不带DSP芯片的、插在PC机与用户目标系统 之间的ISA卡，需要用户提供带C54x芯片的目标板。 评价模块(EVM)
是一种带有DSP芯片的PC机ISA插卡。
19
COFF文件
汇编器和链接器建立的目标文件，其格式称为公共目 标文件格式COFF (Common Object File Format)。
C54x有两种COFF文件，目标文件.obj和可执行文 件.out。
20
COFF的灵魂——分段Section
COFF在编写一个汇编语言程序时，采用代码段和数据段 的形式。所谓段(Section)，是指连续地占有存储空间的 一个代码块或数据块。一个目标文件中的每一个段都是 分开的，所有的COFF目标文件都包含以下三种形式的段： .text 段，此段通常包含可执行代码。 .data 段，此段通常包含已初始化数据。 .bss 段，此段通常为未初始化变量保留存储空间。 此外，汇编器和链接器允许建立、命名和链接自定 义段，这些段的使用与.text、.data和.bss段类似，但在 目标文件中与.text、.data和.bss分开汇编，链接时作为 一个单独的部分分配到存储器。
MEMORY命令 用来定义用户设计的系统中所包含的各种形式的存储器，
以及它们占据的地址范围。
一般格式如下： MEMORY {
PAGE 0: EPROM: org=0E000h, len=100h VECS: org=0FF80h, len=04h
PAGE 1: SPRAM: org=0060h, len=20h DARAM: org=0080h, len=100h
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结束！
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4.调试
软件仿真器(Simulator) 是一种模拟DSP芯片各种功能并在非实时条件下进
行软件调试的调试工具，它不需目标硬件支持，只需在 计算机上运行。 硬件仿真器(Emulator)
是一块不带DSP芯片的、插在PC机与用户目标系统 之间的ISA卡，需要用户提供带C54x芯片的目标板。 评价模块(EVM)
是一种带有DSP芯片的PC机ISA插卡。
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COFF文件
汇编器和链接器建立的目标文件，其格式称为公共目 标文件格式COFF (Common Object File Format)。
C54x有两种COFF文件，目标文件.obj和可执行文 件.out。
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COFF的灵魂——分段Section
COFF在编写一个汇编语言程序时，采用代码段和数据段 的形式。所谓段(Section)，是指连续地占有存储空间的 一个代码块或数据块。一个目标文件中的每一个段都是 分开的，所有的COFF目标文件都包含以下三种形式的段： .text 段，此段通常包含可执行代码。 .data 段，此段通常包含已初始化数据。 .bss 段，此段通常为未初始化变量保留存储空间。 此外，汇编器和链接器允许建立、命名和链接自定 义段，这些段的使用与.text、.data和.bss段类似，但在 目标文件中与.text、.data和.bss分开汇编，链接时作为 一个单独的部分分配到存储器。
DSP原理及应用第四章
9
常用的汇编命令:
汇编命令 .title .end 作 用 .title "example.asm" 放在汇编语言源程序的最后 .text段是源程序正文。经汇编后，紧随.text后的是可执 行程序代码 有两种数据形式：.int和.word Table: .word 1,2,3,4 .word 8,6,4,2 表示在程序存储器标号为table开始的8个单元中存放初 始化数据1、2、3、4、8、6、4和2 .bss x,4表示在数据存储器中空出4个存储单元存放变 量x1，x2，x3和x4 .sect " vectors "定义向量表，紧随其后的是复位向量 和中断向量，名为vectors STACK .usect "STACK",10H在数据存储器中留出16 个单元作为堆栈区，名为STACK .def 举 例 紧跟其后的是用双引号括起的源程序名 结束汇编命令，汇编程序将忽略此后的任何源 语句，所以它应是程序的最后语句 紧跟其后的是汇编语言程序正文
分段的优点：在目标文件中将放置程 序、数据、变量的代码分开，便于在链 接时作为一个单独的部分分配存储器。 由于大多数系统都有好几种形式的存储 器，通过对各个段重新定位，可以使目 目标文件中的段与目标存 标存储器得到更为有效的利用。 储器之间的关系
17
2．外部符号的概念
外部符号 在一个模块中定义，可在另 一个模块中引用的符号。
25
段命令应用举例
汇编语言源程序： .data coeff .word 044h,055h,066h .bss buffer，8 prt .word 0456h .text add： LD 0Dh，A aloop：SUB #1，A BC aloop，AGEQ .data ivals .word 0CCh，0DDh，0EEh
第4章 DSP的程序设计 《DSP原理及实践应用》电子课件
• 绝对寻址的特点是指令中包含要寻址的存储单元的16位地 址。在绝对寻址中，一般用“*”来表示后面的是地址。 例如：
• （1）MVKD 2000H,*(2001H) • ;将数据存储器地址为2000H单元中的数据 • ;复制到数据存储器地址为2001H的单元中
2000H
执行前 1234
2000H
执行后 1234
第4章 DSP程序设计
• 4.2.1.1 立即寻址
• 立即寻址主要用于初始化，在指令中包含有指令所需要的 一个固定的立即数。立即数有短立即数和长立即数两类。 短立即数长度为3，5，8或9位，可以放在一个字长的指令 中；长立即数长度为16位，应该放在两个字长的指令中。 立即数的长度由使用的指令类型决定。表4-3列出了可以 包含立即数的指令，并指出了立即数的位数。
• 例如： Start: LD #1234H,16,A;将1234H左移16位后加载到累加 器A中
• 假定上述汇编指令经编译后在输出的列表文件中为如下的形式： • 35 000006 F062 LD #1234H,16,A • 第一列表示行号，第二列表示段程序计数器（SPC）的值，第3
列表示SPC所指向的存储单元中的值。上述语句中，标号Start的 值即为000006。
第4章 DSP程序设计
第4章 DSP的程序设计 《DSP原理及 实践应用》电子课件
第4章 DSP程序设计
4.1 汇编语言的概述
TMS320C54x汇编语言源程序由源语句组成。这些 语句可以包含汇编语言指令、汇编伪指令和注释 。TMS320C54x DSP汇编语言语句的书写有两种形 式：助记符和代数形式，本章及后续有关的汇编 语言以助记符形式介绍汇编语言源程序的格式、 寻址方式、指令系统、汇编程序的编辑、汇编和 链接过程，最后完成完整的汇编程序设计。
DSP原理与应第四章.ppt
1．HPI与主机的连接
HCNTL0、
主机控制信号，与主机地址线
HCN或TL控1:制线连接，用来选择主机所要寻址的寄
存器。
HCNTL0 HCNTL1
功能说明
0
0
主机可以读/写HPIC寄存器。
主机可以读/写HPID寄存器。
0
1
每读1次，HPIA事后增1；
每写1次，HPIA事先增1。
1
0
主机可以读/写HPIA寄存器。 这个寄存器指向HPI存储器。
可以访问HPI RAM，而’C54x则配置为最小功耗
。 2021年2月25日
DSP原理及应用
4
第4章 TMS320C54x的片内外设、接口及应用
4.1 ’C54x的主机接口
HPI口可以支持主设备与’C54x之间的高速 数据传送。
在SAM工作方式时，若HPI每5个CLKOUT周 期传送一个字节，则主机的运行频率可达(fd×n)/5 。 f在d—H—OM’方C5式4x时的，C主LK机O可UT以频获率得；更高的速度。 即每5n—0n—s寻主址机一每个进字行节一(次即外16部0寻M址bp的s)周，期且数与，通 常 ’nC是543x(的或时4)钟。速度无关。
1．HPI与主机的连接
HPI与主机连接的信号名称和功能:
HD0~HD 双向并行三态数据总线，与主机数据总
7:
线相连。
当不传送数据(HDSx或HCS=1)或EMU1/OFF=0(切 断所有输出)时，HD7~HD0均处于高阻状态。
HCS: 片选信号，与主机地址线或控制线相连。
作为HPI的使能输入端，在每次寻址期间必须 为低电平，而两次寻址之间也可以停留在低电平。
第4章 TMS320C54x片内外设、接口及应用
DSP原理及应用
本书的 封面
2.2
总线结构 总线结构
TMS320C54x DSP的总线结构是围绕8条16位的总线建立的， 即一条程序总线、三条数据总线和4条地址总线。。 1．一条程序总线(PB)：传送取自程序存储器的指令代码和 立即操作数。 2．三条数据总线(CB、DB和EB)：将内部各单元(如CPU、数 据地址生成电路、程序地 址生成电路、在片外围电路以及数据存储器)连接在一起。 其中，CB和DB总线传送从数据存储器读出的操作数，EB总 线传送写到存储器中的数据。 3．四条地址总线(PAD，CAB，DAB和EAB)：传送执行指令所 本书的 需要的地址。 封面
本书的 封面
Digital Processing of Continuous-Time Signals
Digital processing of a continuous-time signal involves the following basic steps:
Anti-aliasing filterprevents aliasing before the S/H circuit Sample-and-Hold(S/H)circuit samples the analog signal and holds the sampled value for sufficient time for accurate conversion by the A/D converter. Analog-to-Digital (A/D) converter converts each sampled value into one of a finite number of discrete value DSP system processes the discrete-time signal Digital-to-Analog (D/A) converter converts the processed discrete sequence into a continuous-time signal Reconstruction filtereliminates any components outside the baseband.
2.2
总线结构 总线结构
TMS320C54x DSP的总线结构是围绕8条16位的总线建立的， 即一条程序总线、三条数据总线和4条地址总线。。 1．一条程序总线(PB)：传送取自程序存储器的指令代码和 立即操作数。 2．三条数据总线(CB、DB和EB)：将内部各单元(如CPU、数 据地址生成电路、程序地 址生成电路、在片外围电路以及数据存储器)连接在一起。 其中，CB和DB总线传送从数据存储器读出的操作数，EB总 线传送写到存储器中的数据。 3．四条地址总线(PAD，CAB，DAB和EAB)：传送执行指令所 本书的 需要的地址。 封面
本书的 封面
Digital Processing of Continuous-Time Signals
Digital processing of a continuous-time signal involves the following basic steps:
Anti-aliasing filterprevents aliasing before the S/H circuit Sample-and-Hold(S/H)circuit samples the analog signal and holds the sampled value for sufficient time for accurate conversion by the A/D converter. Analog-to-Digital (A/D) converter converts each sampled value into one of a finite number of discrete value DSP system processes the discrete-time signal Digital-to-Analog (D/A) converter converts the processed discrete sequence into a continuous-time signal Reconstruction filtereliminates any components outside the baseband.
《DSP原理与应用》课件
DSP与模拟信号处理的比较
原始信号
模拟信号处理基于连续信号，数字信号处理基于离散信号。
处理方式
数字信号处理能够使用计算机技术来高效地实现复杂的处理算法。
系统复杂度
数字信号处理系统通常比模拟信号处理系统更加复杂，但可以实现更高的处理精度。
数字信号处理中的时间和频率分析
时间域分析
时间域分析用于了解信号随时间变化的规律，以便 更好地理解信号。
DSP在音频信号处理中的应用
音频数字信号处理
音频数字信号处理可以提高音质，混响消除，消回声降噪等方面都可以运用。
立体声
DSP在立体声方面可以实现环绕音效、模拟融合等处理。
语音识别
DSP技术在语音识别中发挥着极其重要的作用。
DSP在视频信号处理中的应用
视频编解码
DSP在视频编解码方面可以提高压缩速度和压缩比；
数字滤波器分为有限脉冲响应（FIR）和无限脉 冲响应（IIR）两种类型。
数字滤波器的特点
数字滤波器可以实现各种复杂滤波算法，具有 高精度和处理速度快等特点。
FIR与IIR数字滤波器的比较
FIR数字滤波器
FIR数字滤波器具有线性相位、相对稳定的稳态性能，但计算复杂度通常较高。
IIR数字滤波器
IIR数字滤波器具有更低的计算复杂度，但是在一些特殊情况下可能会出现不稳定性。
先进芯片技术
先进芯片技术是DSP未来发展的必要条件，新的芯片 技术必将会为DSP的智能化、小型化开辟新的道路。
人工智能
随着人工智能的发展，DSP将有更广泛的应用场景， 如机器人、自动驾驶等领域。
DSP在智能控制领域的应用前景
自动控制
在自动控制领域，DSP可以用于传感器数据采集、处理、控制回路与调节等方面。
dsp原理及应用课件ppt演示文稿
并行存储和并行加载的算术指令。
条件存储指令。 从中断快速返回指令。
第五页，共52页。
在片外围电路（如图2-1所示） 软件可编程等待状态发生器。 可编程分区转换逻辑电路。 带有内部振荡器。 外部总线关断控制，以断开外部的数据总线、地
址总线和控制信号。 数据总线具有总线保持器特性。 可编程定时器。并行主机接口（HPl）。
第六页，共52页。
电源 可用IDLEl、IDLE2和IDLE3指令控制功耗，以工
作在省电方式。 可以控制关断CLKOUT输出信号。
第七页，共52页。
在片仿真接口 具 有 符 合 IEEEll49.1 标 准 的 在 片 仿 真 接 口
（JTAG）。 速度 单周期定点指令的执行时间为25/20/15/12.5/10-
第三十三页，共52页。
15～13
12 11 10 9
ARP
TC C OV OV
AB
8～0 DP
图2-9 状态寄存器ST0位结构
第三十四页，共52页。
表2-2 状态寄存器ST0
第三十五页，共52页。
15 14 13 12 11 10 9
8
7
6
5 4～
0
BR CP XF HM INT 0 OV SX C16 FR CM AS
1 3FFFH 1 4000H
Page1: 低16K
外部
Page1: 高48K
外部
2 0000H
2 3FFFH 2 4000H
Page2: 低16K
外部
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外部
... F 0000H
... F 3FFFH
... F 4000H
Page15: 低16K 外部
条件存储指令。 从中断快速返回指令。
第五页，共52页。
在片外围电路（如图2-1所示） 软件可编程等待状态发生器。 可编程分区转换逻辑电路。 带有内部振荡器。 外部总线关断控制，以断开外部的数据总线、地
址总线和控制信号。 数据总线具有总线保持器特性。 可编程定时器。并行主机接口（HPl）。
第六页，共52页。
电源 可用IDLEl、IDLE2和IDLE3指令控制功耗，以工
作在省电方式。 可以控制关断CLKOUT输出信号。
第七页，共52页。
在片仿真接口 具 有 符 合 IEEEll49.1 标 准 的 在 片 仿 真 接 口
（JTAG）。 速度 单周期定点指令的执行时间为25/20/15/12.5/10-
第三十三页，共52页。
15～13
12 11 10 9
ARP
TC C OV OV
AB
8～0 DP
图2-9 状态寄存器ST0位结构
第三十四页，共52页。
表2-2 状态寄存器ST0
第三十五页，共52页。
15 14 13 12 11 10 9
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BR CP XF HM INT 0 OV SX C16 FR CM AS
1 3FFFH 1 4000H
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外部
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外部
2 0000H
2 3FFFH 2 4000H
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外部
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外部
... F 0000H
... F 3FFFH
... F 4000H
Page15: 低16K 外部
DSP原理与应用DSP系统设计PPT课件
3.3V 3A
EN PG
可调 5A
EN PG
3.3V 5A
EN PG
第14页/共56页
电源
电源器件选型：常用器件（2）
开关电源控制器：
➢ 双路输出
TPS56300： 5V 1.3V～3.3V（可设置） 取决于MOS 管
TPS5602： 管
5V 可调节
取决于MOS
➢ 单路输出
TPS56100： 5V 1.3～2.6V（可设置） 管
优点：
➢ 电路简单 ➢ 占地小 ➢ 频率范围宽：1Hz～400MHz ➢ 驱动能力强：可提供多个器件使用
缺点：
➢ 成本较高 ➢ 频率生产时已确定，多个独立的时钟需
要多个晶振
注意：
➢ 使用时要注意时钟信号电平，一般为5V 或3.3V，要求1.8V电平的时钟不能选用， 如VC5401、VC5402、VC5409和F281x
TI DSP更提供多种灵活的时钟选项：
➢ 片内／片外振荡器 ➢ 片内PLL ➢ PLL分频／倍频系数可由硬件／软件配置
不同的DSP时钟可配置的能力可能不同，使用前应参考各自的数据 手册
第24页/共56页
时钟
时钟电路：晶体
优点：
➢ 电路简单：只需晶体＋2个电容 ➢ 价格便宜，占地小 ➢ 时钟信号电平自然满足要求
UART（RS232、RS422/RS485） CAN总线 USB ……
DSP系统需要的电源种类 数字电源和模拟电源 电源滤波 电源对PCB布局的影响 供电方案及器件选型 上电次序 电源监视与系统监视 电源电路实例
电源
第4页/共56页
电源
给TI DSP供电
核
I/O
电源 电源
DSP原理及应用第四章
4.3.3 链接器对段的处理 链接器有2条伪指令支持上述任务：
● MEMORY伪指令——用来定义目标系统的存储 器配置空间，包括对存储器各部分命名，以及规定 它们的起始地址和长度。 ● SECTIONS伪指令——用来指定链接器将输入 段组合成输出段方式，以及输出段在存储器中的位 置，也可用于指定子段。 若未使用伪指令，则链接器将使用目标处理器 默认的方法将段放入存储空间。
DSP应用技术
第4章汇编语言程序开发工具
第4章 汇编语言程序开发工具
内容提要
可编程DSP芯片开发需要一套完整的软、硬件开 发工具。通常可分成代码生成工具和代码调试工具两 大类。 代码生成工具是指将高级语言或汇编语言编写的 DSP程序转换成可执行的DSP芯片目标代码的工具程 序，主要包括汇编器、链接器和C编译器以及一些辅 助工具程序等。 代码调试工具包括C/汇编语言源码调试器、仿真 器等。 本章主要介绍代码生成工具，包括’C54x软件开 发流程、汇编语言程序的编写、编辑、汇编和链接过 程、COFF段的一般概念、汇编器和链接器处理段的 方法以、程序的重定位及CCS等。
制作：段荣行 X
5
第4章 汇编语言程序开发工具
1. ’C54x应用软件开发流程
宏源文件 C源文件
开发过程的目的是产生一个可以由’C54x目标系 统执行的模块。
存档器 汇编 源文件 C编译器 宏库 汇编器 汇编 源文件 存档器 COFF 目标文件 建库工具
目标 文件库
链接器
运行时 支持库
调试工具 可执行的 COFF文件 HEX代码 转换工具
4.2 汇编语言程序的编辑、汇编和链接过程
. cmd 链接命 令文件
.asm 源文件 .obj 目标文件 .out 输出文件
第4章DSP软件开发PPT课件
18.08.2020
山东大学控制学院 张东亮
6
18.08.2020
山东大学控制学院 张东亮
7
2. 软件开发流程
18.08.2020
山东大学控制学院 张东亮
软件开发流程框图
8
软件开发流程
1）编辑：生成源程序（*.asm, *.c）、头文件(*.h) 与命令文件(*.cmd)。 2）编译与汇编：生成目标文件(*.obj ，公共目标文件
• DSK(DSP Starter Kit)初学者开发套件。
• 瑞泰 ICETEK-5100PP/USB DSP开发系统。
• 评估板。
• DSP教学实验系统 。
DSP开发系统(仿真器)有PCI插卡式、并口式、USB接口 式，目前多用USB接口式，即DSP开发系统通过USB接口与 PC机相连，开发系统通过JTAG（基于扫描的仿真）接口与 用户目标板相连，实现DSP软硬件调试与程序烧写。
COFF格式)及列表文件(*.lst)。 3）连接：生成可执行代码文件(*.out)及映射文件
(*.map)。 4）调试：通过JTAG接口下载到目标系统EVM。 5) 通过JTAG接口将程序固化烧写到Flash 存储器 。
18.08.2020
山东大学控制学院 张东亮
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3. 软件工具
软件开发工具主要有 • 源程序编辑器(Editor) • 编译器(Compiler) • 汇编器(Assembler) • 链接器(Linker) • 归档器(Archiver) • 运行时支持库(Run-Time-Support Library) • 库建立程序(Library-build Utility) • HEX转换程序(Hex Conversion Utility)
DSP原理与应用_(第4章DSP的开发环境与工具)
归档器允许用户将一组文件归入一个档案 文件（库）。例如，将若干个宏归入一个宏库， 汇编器将搜索这个库，并调用源文件中使用的 宏。也可以用归档器将一组目标文件收入一个 目标文件库，连接器将连接库内的成员，并解 决外部引用。
交叉引用列表器 （Cross-Reference Lister）
交叉引用列表器是一个查错的工具。它接 受已经连接好的目标文件作为输入，产生一个 交叉引用列表作为输出。它列出符号、符号的 定义、以及它们在已经连接的源文件中的引用。
一个环境里 ◎代码生成器（C编译器、汇编器与连接器） ◎指令集仿真器 ◎实时的基础软件 ◎主机和目标机之间的实时数据交换（RTDX） ◎实时分析和数据可视化 ◎目前可用于WIN2000/XP/WIN7等
基于WIN的图形化界面
集成式开发环境的结构
实时数据交换（RTDX）
从探测点注入和提取信号
多目标调试
通用优化
◎优化循环相关变量： 把 为数组元素设置下标的代码 ， 改为指针增量
的代码； 将 用计数器控制的循环写成块循环，或使用高
效的增/减量转移指令； 在循环中，将总是计算同样值的表达式移到循
环外面；
针对特定片种的专门优化
◎将地址寄存器作为指针来使用： 当数组下标结构成为循环变量时，这种优
化特别有效。 ◎以省时为基础的寄存器配置：
◎ 在PC机上，典型的仿真速度为每秒几百条指 令。
软仿真器的性能
◎在主机上执行用户的DSP程序 ◎修改和检查寄存器 ◎显示和修改数据及程序存储器 ◎外设、cache、pipeline的时序仿真 ◎设置断点 ◎跟踪ACC、PC、AR、表达式的值 ◎单步执行
软仿真器的性能
◎产生中断 ◎对非法操作码和无效数据输入等提供出错信息 ◎执行批处理文件中的命令 ◎以文件方式快速存储和调用仿真参数 ◎反汇编 ◎周期计数并显示
交叉引用列表器 （Cross-Reference Lister）
交叉引用列表器是一个查错的工具。它接 受已经连接好的目标文件作为输入，产生一个 交叉引用列表作为输出。它列出符号、符号的 定义、以及它们在已经连接的源文件中的引用。
一个环境里 ◎代码生成器（C编译器、汇编器与连接器） ◎指令集仿真器 ◎实时的基础软件 ◎主机和目标机之间的实时数据交换（RTDX） ◎实时分析和数据可视化 ◎目前可用于WIN2000/XP/WIN7等
基于WIN的图形化界面
集成式开发环境的结构
实时数据交换（RTDX）
从探测点注入和提取信号
多目标调试
通用优化
◎优化循环相关变量： 把 为数组元素设置下标的代码 ， 改为指针增量
的代码； 将 用计数器控制的循环写成块循环，或使用高
效的增/减量转移指令； 在循环中，将总是计算同样值的表达式移到循
环外面；
针对特定片种的专门优化
◎将地址寄存器作为指针来使用： 当数组下标结构成为循环变量时，这种优
化特别有效。 ◎以省时为基础的寄存器配置：
◎ 在PC机上，典型的仿真速度为每秒几百条指 令。
软仿真器的性能
◎在主机上执行用户的DSP程序 ◎修改和检查寄存器 ◎显示和修改数据及程序存储器 ◎外设、cache、pipeline的时序仿真 ◎设置断点 ◎跟踪ACC、PC、AR、表达式的值 ◎单步执行
软仿真器的性能
◎产生中断 ◎对非法操作码和无效数据输入等提供出错信息 ◎执行批处理文件中的命令 ◎以文件方式快速存储和调用仿真参数 ◎反汇编 ◎周期计数并显示
DSP原理及应用——总复习 ppt课件
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• 21、指数编码器是使用__EXP__指令和_NORM_指 令对累加器的数值进行归一化处理。
• 22、指数编码器可以在单个周期内执行___EXP__指 令，求得累加器中数的___指数__值，并以2的补码 的形式存放到__T暂存器__中。
• 23、C54x提供三个16位寄存器来作为CPU状态和控 制寄存器，它们分别为_ST0_﹑ST1_和_PMST_ 。
置位：SSBX C
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• 17、桶形移位寄存器的任务是为输入的数据__ 定标___ ，包括在ALU运算前对来自数据存储 器的操作数或累加器的值进行_定标__﹑对累 加器的值进行_移位 ﹑ _归一化处理_等。
• 18、C54X CPU的乘法器/加法器单元包含一个 _17*17__ 位乘法器和_40_位加法器可以，在一 个流水线状态周期内完成一次_乘加____运算。
11典型的dsp系统应包括抗混叠滤波器数据采集ad转换器数字信号处理器dspda转换器低通滤波器12dsp系统的特点是接口方便编程方便具有高速性稳定性好精度高可重复性好集成方便13dsp芯片的特点是在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法程序和数据空间分开可以同时访问指令和数据片内具有快速ram通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持快速的中断处理和硬件io支持快速的中断处理和硬件io支持可以并行执行多个操作支持流水线操作使取指译码和执行等操作可以重叠执14dsp系统的设计过程可分为明确设计任务确定设计目标算法模拟确定性能指标选择dsp芯片和外围芯片设计实时的dsp应用系统硬件和软件调试系统集成和测试6个阶段
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《DSP原理及应用》总复习
第2章 TMS320C54x的硬件结构
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TI公司为TMS320系统的集成与调试所提供的 工具包括：
◎ C/汇编源代码调试器（C/Assembly source debugger） ◎ 软仿真器（Simulator） ◎ DSP入门套件（DSK，DSP Starter Kit） ◎ 标准评估模块（EVM） ◎ 扩展开发系统XDS（eXtended Development System）
第四章
DSP的Байду номын сангаас发环境与工具
本章内容
• DSP的开发环境与工具 • C优化编译器 • 汇编器（Assembler） • 连接器（Linker） • 归档器（Archiver） • 交叉引用列表器（Cross-Reference Lister） • 十六进制转换公用程序（Hex Conversion Utility） • 系统集成与调试工具
连接器（Linker）
连接器的基本任务是将目标文件连接在一 起，产生可执行模块。连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 ◎ 已部分连接好了的文件 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。
归档器（Archiver）
◎通过简化循环、重新安排语句和表达式、将变 量放入寄存器等方法，来改善执行速度，减小 C程序的大小。
C 优化编译器主要特点
◎包含一个外壳程序（Shell Program），只用一 个命令，就可以编译、汇编、和连接，直接从 C原文件产生COFF文件。
◎多种列表文件： （1）汇编语言源文件，可以有选择地包括内部 列表、C源代码及使用寄存器的信息； （2）预处理输出文件； （3）带有行号和操作码的汇编列表文件。
C 优化编译器主要特点
◎ 完全符合ANSI C标准； ◎ 带有一个完整的运行支持库，包括字符串操
作，动态存储器分配，数据转换，三角、指数 和双曲线函数等。可以对运行支持函数库和用 户定义函数库作扩展。
C 优化编译器主要特点
◎使用多种先进技术，来从C源代码产生高效汇 编代码。
◎通用优化可用于任何 C 代码，而对各片种的专 门优化更适应该片种的结构特点。
通用优化
◎优化循环相关变量： 把 为数组元素设置下标的代码 ， 改为指针增量
的代码； 将 用计数器控制的循环写成块循环，或使用高
效的增/减量转移指令； 在循环中，将总是计算同样值的表达式移到循
环外面；
针对特定片种的专门优化
◎将地址寄存器作为指针来使用： 当数组下标结构成为循环变量时，这种优
化特别有效。 ◎以省时为基础的寄存器配置：
C 编译器的优化
C编译器的效率取决于所作的优化的范围 和数量。TMS320的C编译器能作很宽范围的 多种优化，从而改善其编译所得代码的效率。
TMS320的C编译器所作的优化分为适用 于所有处理器的通用优化和针对特定片种的专 门优化。
通用优化
◎改变表达式，字符简化，常数合并： 将表达式简化成为较少指令和较少寄存器
◎ 汇编器 ◎ 连接器 ◎ 归档器 ◎ 交叉引用列表器 ◎ 十六进制转换公用程序
汇编器（Assembler）
将汇编语言的源程序文件汇编成为机器语 言的目标程序文件，其格式为COFF（公用目标 文件格式）。
汇编语言源程序可以包括： ◎ 汇编语言指令（instruction） ◎ 汇编指令（assembler directives） ◎ 宏指令（macro directives）
DSP的开发环境与工具
一般估计，一个嵌入式系统，开发的80% 的努力，以及系统的80%的复杂程度，取决于 软件。
因此，设计人员在为实时系统选择处理器 时，都极为看重先进的、易于使用的开发环境 与工具。
DSP的开发环境与工具
DSP的开发环境和工具大致可以分为 以下几类：
◎ 代码生成工具 ◎ 系统集成及调试环境与工具 ◎ 实时操作系统
的等价形式：
(a+b) - (c+d) --> ((a+b)-c)-d) a = (b+4) - (c+1) --> a = b - c + 3
通用优化
◎数据流优化： 使用较少代价的表达式，检测出并去除不必
要的赋值，避免再次计算已经计算过的值。 ◎优化转移/简化控制流：
分析程序的转移情况，重新安排操作顺序， 消去转移或多余的条件。
C 优化编译器
TI为其TMS320系列DSP提供了系列的C 编译器。将标准C源文件编译成为相应片种的 汇编语言源代码文件，进而汇编和连接，产生 可执行的目标文件。
这些C编译器符合ANSI C标准；有运行支 持库；一个外壳程序（shell program）可以一 步将C源代码翻译成为TMS320的目标代码。
归档器允许用户将一组文件归入一个档案 文件（库）。例如，将若干个宏归入一个宏库， 汇编器将搜索这个库，并调用源文件中使用的 宏。也可以用归档器将一组目标文件收入一个 目标文件库，连接器将连接库内的成员，并解 决外部引用。
交叉引用列表器 （Cross-Reference Lister）
交叉引用列表器是一个查错的工具。它接 受已经连接好的目标文件作为输入，产生一个 交叉引用列表作为输出。它列出符号、符号的 定义、以及它们在已经连接的源文件中的引用。
根据变量的类型、使用的情况和频率，将 寄存器配置存放变量和暂时使用的值；循环中 使用的变量的优先级高于其他变量；不再重复 使用的变量可以配置到同一个寄存器。
针对特定片种的专门优化
◎通过使用块循环指令RPTB来支持零开销循环 ◎使用寄存器来传递函数的自变量
汇编语言工具
TMS320的汇编语言工具是一个 软件包，其中包括：
十六进制转换公用程序 （Hex Conversion Utility）
将COFF目标文件转换成为若干种标准的 文件格式：
◎ ASCII-十六进制 ◎ Extended Tektronix ◎ Intel MCS-86 ◎ Motorola Exorciser ◎ TI SDSMAC
系统集成与调试工具
本章内容
• C/汇编源代码调试（C/Assembly source debugger ）
• 代码分析器（Code Profile） • 软仿真器（Simulator） • DSP入门套件（DSK，DSP Starter Kit） • 评估模块（EVM，Evaluation Module） • TMS320硬件仿真器（Emulators） • 集成化的DSP开发环境 Code Composer Studio • DSP的操作系统
◎ C/汇编源代码调试器（C/Assembly source debugger） ◎ 软仿真器（Simulator） ◎ DSP入门套件（DSK，DSP Starter Kit） ◎ 标准评估模块（EVM） ◎ 扩展开发系统XDS（eXtended Development System）
第四章
DSP的Байду номын сангаас发环境与工具
本章内容
• DSP的开发环境与工具 • C优化编译器 • 汇编器（Assembler） • 连接器（Linker） • 归档器（Archiver） • 交叉引用列表器（Cross-Reference Lister） • 十六进制转换公用程序（Hex Conversion Utility） • 系统集成与调试工具
连接器（Linker）
连接器的基本任务是将目标文件连接在一 起，产生可执行模块。连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 ◎ 已部分连接好了的文件 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。
归档器（Archiver）
◎通过简化循环、重新安排语句和表达式、将变 量放入寄存器等方法，来改善执行速度，减小 C程序的大小。
C 优化编译器主要特点
◎包含一个外壳程序（Shell Program），只用一 个命令，就可以编译、汇编、和连接，直接从 C原文件产生COFF文件。
◎多种列表文件： （1）汇编语言源文件，可以有选择地包括内部 列表、C源代码及使用寄存器的信息； （2）预处理输出文件； （3）带有行号和操作码的汇编列表文件。
C 优化编译器主要特点
◎ 完全符合ANSI C标准； ◎ 带有一个完整的运行支持库，包括字符串操
作，动态存储器分配，数据转换，三角、指数 和双曲线函数等。可以对运行支持函数库和用 户定义函数库作扩展。
C 优化编译器主要特点
◎使用多种先进技术，来从C源代码产生高效汇 编代码。
◎通用优化可用于任何 C 代码，而对各片种的专 门优化更适应该片种的结构特点。
通用优化
◎优化循环相关变量： 把 为数组元素设置下标的代码 ， 改为指针增量
的代码； 将 用计数器控制的循环写成块循环，或使用高
效的增/减量转移指令； 在循环中，将总是计算同样值的表达式移到循
环外面；
针对特定片种的专门优化
◎将地址寄存器作为指针来使用： 当数组下标结构成为循环变量时，这种优
化特别有效。 ◎以省时为基础的寄存器配置：
C 编译器的优化
C编译器的效率取决于所作的优化的范围 和数量。TMS320的C编译器能作很宽范围的 多种优化，从而改善其编译所得代码的效率。
TMS320的C编译器所作的优化分为适用 于所有处理器的通用优化和针对特定片种的专 门优化。
通用优化
◎改变表达式，字符简化，常数合并： 将表达式简化成为较少指令和较少寄存器
◎ 汇编器 ◎ 连接器 ◎ 归档器 ◎ 交叉引用列表器 ◎ 十六进制转换公用程序
汇编器（Assembler）
将汇编语言的源程序文件汇编成为机器语 言的目标程序文件，其格式为COFF（公用目标 文件格式）。
汇编语言源程序可以包括： ◎ 汇编语言指令（instruction） ◎ 汇编指令（assembler directives） ◎ 宏指令（macro directives）
DSP的开发环境与工具
一般估计，一个嵌入式系统，开发的80% 的努力，以及系统的80%的复杂程度，取决于 软件。
因此，设计人员在为实时系统选择处理器 时，都极为看重先进的、易于使用的开发环境 与工具。
DSP的开发环境与工具
DSP的开发环境和工具大致可以分为 以下几类：
◎ 代码生成工具 ◎ 系统集成及调试环境与工具 ◎ 实时操作系统
的等价形式：
(a+b) - (c+d) --> ((a+b)-c)-d) a = (b+4) - (c+1) --> a = b - c + 3
通用优化
◎数据流优化： 使用较少代价的表达式，检测出并去除不必
要的赋值，避免再次计算已经计算过的值。 ◎优化转移/简化控制流：
分析程序的转移情况，重新安排操作顺序， 消去转移或多余的条件。
C 优化编译器
TI为其TMS320系列DSP提供了系列的C 编译器。将标准C源文件编译成为相应片种的 汇编语言源代码文件，进而汇编和连接，产生 可执行的目标文件。
这些C编译器符合ANSI C标准；有运行支 持库；一个外壳程序（shell program）可以一 步将C源代码翻译成为TMS320的目标代码。
归档器允许用户将一组文件归入一个档案 文件（库）。例如，将若干个宏归入一个宏库， 汇编器将搜索这个库，并调用源文件中使用的 宏。也可以用归档器将一组目标文件收入一个 目标文件库，连接器将连接库内的成员，并解 决外部引用。
交叉引用列表器 （Cross-Reference Lister）
交叉引用列表器是一个查错的工具。它接 受已经连接好的目标文件作为输入，产生一个 交叉引用列表作为输出。它列出符号、符号的 定义、以及它们在已经连接的源文件中的引用。
根据变量的类型、使用的情况和频率，将 寄存器配置存放变量和暂时使用的值；循环中 使用的变量的优先级高于其他变量；不再重复 使用的变量可以配置到同一个寄存器。
针对特定片种的专门优化
◎通过使用块循环指令RPTB来支持零开销循环 ◎使用寄存器来传递函数的自变量
汇编语言工具
TMS320的汇编语言工具是一个 软件包，其中包括：
十六进制转换公用程序 （Hex Conversion Utility）
将COFF目标文件转换成为若干种标准的 文件格式：
◎ ASCII-十六进制 ◎ Extended Tektronix ◎ Intel MCS-86 ◎ Motorola Exorciser ◎ TI SDSMAC
系统集成与调试工具
本章内容
• C/汇编源代码调试（C/Assembly source debugger ）
• 代码分析器（Code Profile） • 软仿真器（Simulator） • DSP入门套件（DSK，DSP Starter Kit） • 评估模块（EVM，Evaluation Module） • TMS320硬件仿真器（Emulators） • 集成化的DSP开发环境 Code Composer Studio • DSP的操作系统