电机控制DSP编程

电机控制DSP编程
软件的层次化：
高级语言框架：仿真和实现可用同样的代码
（若程序不很复杂以及熟悉汇编，用宏汇编建立框架也可）：
通用算法模块：模块封装，接口清晰
专用算法模块：PWM，电机模型
硬件环境封装：中断，端口，控制寄存器，存储器地址。

端口操作封装便于移植和检查。

不要直接对外设寄存器进行读写，最好建立接口程序，使算法部分与硬件独立。

中断结构：
主循环和中断的方式就是多线程的程序。

中断有定时中断、故障中断和通讯中断等。

可以多个定时中断实现多采样率的控制。

将复位看成是一种不可屏蔽中断，每次复位后指令都从同一地点开始执行，但是运行环境会有所不同，完全掉电除外。

后台计算，前台计算：有的模块可能只需具备几个部分，但是可以这样看。

后台程序可以用高级语言编写，前台程序用汇编语言编写。

注意：不要使前台程序时间超出，要以可能最长的执行时间计算，而且还要给后台程序留有一定的时间。

代码组织：
将每个程序模块都分为几个部分：常量定义，变量定义，初始化，执行部分（前台部分和后台部分）。

有条理的代码组织使得程序维护：填加模块、删除模块、修改模块变得有按部就班有法可依。

程序描述方法
流程图：另外一种语言的程序实现
结构图：框图为执行的操作，连线为传递的变量参数。

程序实现容易。

状态机：连线为状态转换的方向并标注转换条件，框图为可能的几种状态。

结构图举例：滞洄比较器，开方器，多路开关
Ctrl
存储器的规划：
数据存储器：两种片内RAM ，SARAM ，DARAM ，可以同时读写。

外部存储器一般要
加等待周期。

临时变量：scratch registers ，特点，在一个线程开始其值不固定，退出时也不固定。

全局变量：虽然不建议使用，但在电机控制程序中，可以在程序模块保持独立的情况下采用少量全局变量：输出电流，电压，给定转速等。

局部专用变量：可以保留中间计算结果或预先计算的结果，还可以用于调试。

永久全局变量：初始化一次，以后只读，方便编程。

常数和表头。

临时变量和专用变量的权衡：空间和时间存在矛盾，资源占用和调试方便的矛盾。

采用临时变量可以少占用数据存储器，用专用变量可以保留中间计算结果或预先计算的结果，可以节省时间。

数据存储器容量的计算：临时变量，全局变量和专用变量，还可能有堆栈变量。

如果数据存储器紧张，可以考虑数据区特殊的利用方法。

存储器的安置：常用的变量如临时变量，固定全局变量放在最快DARAM 中。

可重入性和可重用性：
可重入性的方法：只修改堆栈变量和专用临时变量；对全局变量和静态变量只读；不用自修改代码的程序。

子程序不必设计成带堆栈的可重入形式，可以为不同的程序端（主程序，中断）编制多个相同的子程序，针对性的子程序。

这也不占用很多空间。

而且省下了重入保护现场的时间和程序空间。

在C语言中为程序模块建立一个struct，其成员为传递的参数（输入及输出）。

可以使调用更加简洁。

用指针引用，可以重入。

TI不推荐使用“hard-coded” data memory locations，要求可重定位，实际上，我们通过辅助编辑软件可以协助重定位，防止遗漏和重复。

我们利用固定位置的变量和SCOPE进行在线调试。

宏的采用可以帮助我们解决重定位的问题。

F2xx系列的特殊考虑：如果采用直接寻址，有DP切换的问题，可以在常用DP设置专门的临时变量。

另外还有DP自适应和DP切换的方法。

程序的可重定位并可固化（ROM-able）特性：主要取决于直接寻址的DP的处理。

可以让程序模块中的变量用一个DP的变量，并且在调用前设置正确的DP.
没有用C的原因：
熟悉了汇编
汇编的常用指令也没有几条
程序结构不复杂
总是要和硬件打交道
编程效率高
位操作和定点运算为主
汇编有宏和子程序的使用也可以避免错误
编程标准
建立编程标准的好处：便于合作者代码集成；编写的模块具有通用性；便于调试；可以只对客户提供二进制文件；可以部分编译。

目前的标准：目前虽然没有统一的标准，但是我们要了解编程方面好的常规，在没有按照常规的方法要将接口描写清楚，站在前人的基础上。

命名的标准：
编程前先想好变量定义和程序实现所需的各个模块的名称和接口定义。

模块的命名：“<module>_<vendor>_ [A-Z0-9]”。

类似地，前后缀的约定和规范应该提前明确规定。

模块内部变量的名字的定义并不重要，关键是接口用到的那些外部变量和符号。

为便于名称意义的判断，在组合词中间不要加“_”,例如currentScale中间,最好用大写开头。

命名规则举例：
变量全部小写（前缀后缀除外）；
常量全部大写（或加后缀“_k”）；
定标值皆加后缀“_sh”
一个32位变量低字“_l”
IO空间地址的定义后面都加“_p”
编译器的利用
宏和子程序的选择和相互使用：宏可以简化子程序参数传递的形式，各子程序的相同部分可以用宏来实现。

常量的计算：DP值（ldp #uab<<7）
宏的使用：简单而实用的宏：sdp，SBIT0，SBIT1等
文件的包含要注意用条件编译防止多次包含的发生。

程序的优化
1)程序优化和可维护性的权衡。

举例说：一个程序将执行时间优化10%很难，而CPU的
时钟速度增加的很快。

程序的优化可以使程序变得难读，接口变得复杂，模块化会被打乱。

2)时间和空间的矛盾:
3)程序的优化的原则：程序太精简使可维护性变差，优化可以但是要单向进行即调试版本
和发行版本；建议模块优化。

4)执行时间优化方法：sdp的使用提高可重用性；顺序执行保证流水线连续；如何利用
复合指令优化程序（LTP，LTS和LTA，APAC和SPAC，MPYS和MPYA）。

5)运行环境：在中断中一般要保护现场，保证中断退出时对现场还原，但是在中断进入时
的需要的环境要进行设置。

有一个办法可以节省时间，按照常用的环境建立一个默认的环境，在主程序和每个中断开始设置这一环境，每个程序模块需要的环境与此不同时进行设置，模块退出时还原，这样在每个功能模块中就可以认为在这个默认的环境中，由于大多数模块使用默认环境，不需重新设置。

例如：PM,OVM,SXM在缺省状态下都是
1。

6)溢出防止：在用sach dma,shift实现右移（先左移shift位），SXM不起作用，而且左移
过程中OVM也不起作用。

因此要注意溢出发生。

7)饱和抑制：
setc ovm
lacc reference,16
sub feedback,16
sach error
具有饱和限制的左移: norm * ;
8)所有变量的初始状态为0,除非特别加以赋值，初始化变得简单，没有初始化程序会缺乏
可重复性。

9)四舌五入：F240定点运行的截尾误差对于正负数都是产生一个负向的偏移，而不是绝
对值的减小。

主要用于除法和结尾。