Blackfin处理器系统服务中文(2006年1月)ch_blackfin_system_services_transcript

A B lackfin O nline L earning & D evelopmentB lackfin在线培训课程课程单元：Blackfin®系统服务程序主讲人：David Lannigan第1章：简介第1a节：课程安排第2章：系统服务程序第2a节：概述第2b节：系统服务程序的优越性第2c节：系统架构第3章：动态电源管理与EBIU第3a节：电源管理概述第3b节：EBIU概述第3c节：动态电源管理API第3d节：EBIU API第3e节：举例第4章：中断管理器第4a节：概述第4b节：API第4c节：举例第5章：延迟回调第5a节：概述第5b节：API第6章：DMA管理器第6a节：概述第6b节：API第6c节：举例第7章：标志控制第7a节：概述第7b节：API第7c节：举例第8章：定时器控制第8a节：概述第8b节：API第9章：端口控制第9a节：概述第9b节：API第10章：结束语第10a节：服务程序文档第10b节：总结第10c节：更多信息第1章：简介第1a节：课程安排大家好，我是模拟器件公司（ADI）的平台工具工程师，我的名字叫David Lannigan。

今天我们将讨论面向Blackfin处理器家族的系统服务程序。

今天，我们首先要讨论什么是系统服务程序，以及系统服务程序的优越性。

然后，我将逐一介绍每个系统服务程序提供的高级功能，并概述各个系统服务程序的API。

其间，我将穿插一些例子，演示如何利用系统服务程序执行电源管理、DMA 管理、标志控制和回调管理等。

第2章：系统服务程序第2a节：概述那么，什么是系统服务程序？其实，系统服务程序就是一个为嵌入式系统提供各种常见功能的软件库。

利用系统服务程序，用户可以便捷、高效地接入Blackfin处理器的硬件子系统，具体而言包括锁相环路（PLL）、直接内存存取（DMA）、中断控制器、标志控制器和定时器等等。

我们还提供了一个名为“延迟回调”的服务程序，以帮助用户提高嵌入式系统的中断性能。

C语言程序和汇编程序均可调用这个软件库。

虽然用户可以自由选择C语言或汇编语言，但如果要使用汇编语言，则必须遵循C运行时间调用规则。

所有Blackfin处理器均采用一套通用的API，包括ADSP-BF531、BF532、BF533、BF534、BF536和BF537等单核处理器以及BF561双核处理器。

各种应用和设备驱动程序均可使用这些系统服务程序。

这些服务程序实际上是可用于任何系统的公用程序，既可在未安装RTOS的独立式环境下运行，又可用于VDK环境。

也就是说，如果用户的系统安装了VDK实时操作系统，那么，我们的系统服务程序和API，也能够支持该系统。

第2b节：系统服务程序的优越性常有用户问我，“使用系统服务程序究竟有什么好处？”我认为，系统服务程序最大的优越性就是能够帮助用户快速将产品推向市场。

能够利用现成的代码，干嘛不坐享其成？系统服务程序中包含的软件都是业经测试、稳定可靠的，用户可以轻松上手，直接使用这些程序。

利用服务程序，用户可以轻松整合这些模块化软件。

服务程序将负责管理硬件资源，因此，将不同开发人员编写的两个程序块整合起来变得轻而易举。

此外，我前面提到过，所有的Blackfin处理器都采用完全相同的API，因此，不论是单核处理器还是双核处理器，其API都一样。

我们的Blackfin处理器系列范围广泛，而且还将推出更多型号。

由于所有这些Blackfin处理器都采用完全相同的API，因此，用户可以将应用从某个处理器轻松导入另一个处理器。

我们的设备驱动程序库也基于这个系统服务程序。

因此，用户可以利用系统服务程序，便捷地调用设备驱动程序库。

我们还提供了所有的源代码，以便用户通过研究这些代码，深刻理解其功能，并在这个过程中进一步学习。

通过研究源代码，用户可以深入理解DMA控制器的工作原理，以及如何调用和管理DMA控制器，有哪些寄存器等等。

第2c节：系统架构这个框图演示的是一个典型的应用系统架构。

在最上面，是用户代码；用户可以选择为系统配置RTOS。

然后，是设备驱动程序，负责管理输入和输出系统的数据流。

最下面是系统服务程序。

服务程序之所以会在这个框图的最底部是因为我们不需要RTOS，RTOS是一个可选项。

设备驱动程序、应用、甚至VDK或者任何其他类型的RTOS均可利用这些系统服务程序。

目前，我们提供了8种系统服务程序，包括负责控制Blackfin处理器上的SDRAM控制器的EBIU、动态电源管理、中断控制、DMA管理器、面向Blackfin处理器上的通用IO的标志控制、延迟回调、面向内核定时器、看门狗定时器和通用定时器的定时器控制，以及面向BF534、BF536和BF537等处理器的端口控制。

稍后，我将详细解释什么是回调，以及什么是延迟回调。

我将高度概括地逐一介绍这些系统服务程序，介绍其API，并举例演示如何轻松使用这些服务程序。

第3章：动态电源管理与EBIU第3a节：电源管理概述Blackfin处理器具备一个功能强大的电源管理系统。

通过控制内部电压调节器中的锁相环路（PLL），可以设置多种不同的功耗和性能选项。

对于Blackfin处理器或任何处理器，其功耗均为工作频率和电压平方的函数。

通过控制工作频率和电压，可以控制处理器的功耗。

然而，对PLL和电压调节器进行编程没有想象的那么简单。

需要对寄存器进行编程、生成中断、等待PLL稳定下来，这其实是一个相当复杂的过程，也非常容易出错。

动态电源管理服务程序提供了一个函数，只要调用这个函数就可以改变系统和内核的时钟频率（SCLK和CLCK）、改变运行模式、甚至改变电压电平。

通过一次函数调用，就能改变处理器的运行模式，例如工作、待机、睡眠、深度睡眠和冬眠等运行模式。

用户还可以改变内核时钟频率和系统时钟频率。

当内核和系统时钟频率改变后，电源管理服务程序将自动调节电压电平，以便尽可能最大限度地节省功耗。

例如，如果用户选择了一个较低的内核CCLK和系统SCLK频率设置，那么，电源管理服务程序自动将电压电平降至该频率设置下的最低值。

相反地，如果要最大限度地提高处理器的性能，则可以调高其CCLK和SCLK设置，从而使服务程序自动调高电压电平。

同样地，也可以通过控制电压来调节时钟频率设置。

例如，将电压设定为0.9伏，那么，通过一个函数调用，即可将CCLK和SCLK设置为0.9伏电压下在最高值。

此外，不论用户在什么时候改变了任何时钟频率设置，电源管理服务程序都会自动调用EBIU服务程序，对SDRAM进行相应的设置。

第3b节：EBIU概述下面，我们介绍EBIU服务程序。

EBIU服务程序其实就是Blackfin处理器的SDRAM 控制器的控制器。

它包含一个运算逻辑，可以在SCLK频率发生改变后，自动计算出新的SDRAM设置值。

EBIU服务程序将与电源管理服务程序配合作用，因此，对用户而言，只需要更改CCLK和SCLK设置，EBIU服务程序就会自动调节SDRAM 设置。

要利用EBIU和电源管理服务程序，应用必须首先初始化EBIU服务程序和电源管理服务程序，然后，就可以根据需要调用适当的函数和电源管理服务程序。

例如，设置处理器的工作频率、设置特定电压下的最高工作频率，或者改变处理器的运行模式。

第3c节：动态电源管理API这张幻灯片列出了动态电源管理服务程序的API。

这里我们不会详细讨论API，不过，需要注意的是，在最上面列出的这些初始化函数和终止函数。

每个服务程序都具备一个初始化函数和终止函数。

要调用服务程序，必须首先调用其初始化函数。

在服务程序调用完毕后，还需要调用其终止函数。

一般而言，在嵌入式系统中，系统将以无限循环方式运行，不需要调用终止函数。

下面这些是用于控制工作电压和频率的函数，以及设置运行模式的函数。

第3d节：EBIU API在EBIU API中，最重要的函数依然是初始化函数和终止函数。

在与电源管理服务程序配合作用时，应用只需要对该服务程序进行初始化，然后，它将自动运行。

第3e节：举例这个例子演示的是一个在Blackfin BF537 EZ-KIT Lite评估板上运行的应用。

这个主程序的基本任务是初始化电源管理服务程序，然后，更改处理器的SCLK和CCLK 频率设置，并切换不同的运行模式，包括工作、待机等等模式。

这个应用将调用电源管理服务程序，然后，电源管理服务程序将控制PLL和电压调节器，并调用EBIU服务程序，自动调节SDRAM设置。

好了，打开VisualDSP®。

我们将通过这个例子，逐行演示如何使用电源管理服务程序。

首先，我们要初始化电源管理服务程序。

然后，就可以调用其中的任何API函数。

现在，执行这个初始化函数。

右侧窗口中显示的是CCLK频率、SCLK频率和电压控制振荡器频率的局部变量。

这里，最重要的是CCLK频率和SCLK频率。

接下来，我们要调用一个被称为“GetFrequency（设置频率）”的动态电源管理服务程序。

这些是用于保存CCLK 频率和SCLK频率设置的位置，这些设置将显示在右侧栏的最上方。

好了，执行这个函数，这里显示我们的CCLK频率为250 Mhz，SCLKK频率为50 Mhz，电压控制振荡器的运行频率也为250 Mhz。

通过执行下面这个函数，我们将命令电源管理服务程序将CCLK频率提高至600 Mhz或者将SCLK频率提高至120 Mhz。

现在，单步执行这个函数，命令电源管理服务程序按要求更改这些频率设置；然后，我要进行询问，以确认它是否遵从了这个命令。

果不其然，CCLK频率为600 Mhz，SCLK频率为120 Mhz。

接下来，我们要将CCLK频率设置为500 Mhz，并命令电源管理服务程序最大限度地提高SCLK频率。

也就是说，希望在内核频率为500 Mhz的条件下，尽可能将SCLK设置为最高。

请记住，我们不能分别设置这两个频率，它们之间存在一定的关系。

如果将CCLK频率设置为特定值，那么，SCLK值只能在特定范围内。

因此，这个代码行的意思是告诉电源管理服务程序，将SCLK调至最高，但是CCLK必须为500 Mhz。

好了，我们执行这个函数，要求服务程序计算出符合要求的频率值。

它将CCLK设置为500 Mhz，并将SCLK设置为125 Mhz。

CCLK频率和SCLK频率的组合取决于时钟输入值和处理器采用的振荡器。

如需了解关于这方面的更多信息，请参阅硬件参考手册。

下面我将演示如何改变处理器的工作电压。

我们要命令电源管理服务程序，将电压调节器将至0.85伏，并让处理器以0.85伏电压下的最高频率运行。

所以，我们要调用“SetMaxFrequency（设置最高频率）”函数，设置电压。

然后，我要再次询问CCLK和SCLK频率的值。

询问结果是，当电压为0.85伏时，处理器的最高CCLK频率为250 Mhz，也就是当前的运行频率，而SCLK频率则为83 Mhz。