環(huán)境管理_dsp的開發(fā)環(huán)境與工具

第四章DSP的開發(fā)環(huán)境與工具 本章內(nèi)容 DSP的開發(fā)環(huán)境與工具C優(yōu)化編譯器匯編器 Assembler 連接器 Linker 歸檔器 Archiver 交叉引用列表器 Cross ReferenceLister 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換公用程序 HexConversionUtility 系統(tǒng)集成與調(diào)試工具 本章內(nèi)容 C 匯編源代碼調(diào)試 C Assemblysourcedebugger 代碼分析器 CodeProfile 軟仿真器 Simulator DSP入門套件 DSK DSPStarterKit 評估模塊 EVM EvaluationModule TMS320硬件仿真器 Emulators 集成化的DSP開發(fā)環(huán)境CodeComposerStudioDSP的操作系統(tǒng) 一般估計 一個嵌入式系統(tǒng) 開發(fā)的80 的努力 以及系統(tǒng)的80 的復(fù)雜程度 取決于軟件 因此 設(shè)計人員在為實時系統(tǒng)選擇處理器時 都極為看重先進(jìn)的 易于使用的開發(fā)環(huán)境與工具 DSP的開發(fā)環(huán)境與工具 DSP的開發(fā)環(huán)境和工具大致可以分為以下幾類 代碼生成工具 系統(tǒng)集成及調(diào)試環(huán)境與工具 實時操作系統(tǒng) DSP的開發(fā)環(huán)境與工具 C優(yōu)化編譯器 TI為其TMS320系列DSP提供了系列的C編譯器 將標(biāo)準(zhǔn)C源文件編譯成為相應(yīng)片種的匯編語言源代碼文件 進(jìn)而匯編和連接 產(chǎn)生可執(zhí)行的目標(biāo)文件 這些C編譯器符合ANSIC標(biāo)準(zhǔn) 有運行支持庫 一個外殼程序 shellprogram 可以一步將C源代碼翻譯成為TMS320的目標(biāo)代碼 C優(yōu)化編譯器主要特點 完全符合ANSIC標(biāo)準(zhǔn) 帶有一個完整的運行支持庫 包括字符串操作 動態(tài)存儲器分配 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 三角 指數(shù)和雙曲線函數(shù)等 可以對運行支持函數(shù)庫和用戶定義函數(shù)庫作擴展 C優(yōu)化編譯器主要特點 使用多種先進(jìn)技術(shù) 來從C源代碼產(chǎn)生高效匯編代碼 通用優(yōu)化可用于任何C代碼 而對各片種的專門優(yōu)化更適應(yīng)該片種的結(jié)構(gòu)特點 通過簡化循環(huán) 重新安排語句和表達(dá)式 將變量放入寄存器等方法 來改善執(zhí)行速度 減小C程序的大小 C優(yōu)化編譯器主要特點 包含一個外殼程序 ShellProgram 只用一個命令 就可以編譯 匯編 和連接 直接從C原文件產(chǎn)生COFF文件 多種列表文件 1 匯編語言源文件 可以有選擇地包括內(nèi)部列表 C源代碼及使用寄存器的信息 2 預(yù)處理輸出文件 3 帶有行號和操作碼的匯編列表文件 C編譯器的優(yōu)化 C編譯器的效率取決于所作的優(yōu)化的范圍和數(shù)量 TMS320的C編譯器能作很寬范圍的多種優(yōu)化 從而改善其編譯所得代碼的效率 TMS320的C編譯器所作的優(yōu)化分為適用于所有處理器的通用優(yōu)化和針對特定片種的專門優(yōu)化 通用優(yōu)化 改變表達(dá)式 字符簡化 常數(shù)合并 將表達(dá)式簡化成為較少指令和較少寄存器的等價形式 a b c d a b c d a b 4 c 1 a b c 3 通用優(yōu)化 數(shù)據(jù)流優(yōu)化 使用較少代價的表達(dá)式 檢測出并去除不必要的賦值 避免再次計算已經(jīng)計算過的值 優(yōu)化轉(zhuǎn)移 簡化控制流 分析程序的轉(zhuǎn)移情況 重新安排操作順序 消去轉(zhuǎn)移或多余的條件 通用優(yōu)化 優(yōu)化循環(huán)相關(guān)變量 把為數(shù)組元素設(shè)置下標(biāo)的代碼 改為指針增量的代碼 將用計數(shù)器控制的循環(huán)寫成塊循環(huán) 或使用高效的增 減量轉(zhuǎn)移指令 在循環(huán)中 將總是計算同樣值的表達(dá)式移到循環(huán)外面 針對特定片種的專門優(yōu)化 將地址寄存器作為指針來使用 當(dāng)數(shù)組下標(biāo)結(jié)構(gòu)成為循環(huán)變量時 這種優(yōu)化特別有效 以省時為基礎(chǔ)的寄存器配置 根據(jù)變量的類型 使用的情況和頻率 將寄存器配置存放變量和暫時使用的值 循環(huán)中使用的變量的優(yōu)先級高于其他變量 不再重復(fù)使用的變量可以配置到同一個寄存器 針對特定片種的專門優(yōu)化 通過使用塊循環(huán)指令RPTB來支持零開銷循環(huán) 使用寄存器來傳遞函數(shù)的自變量 匯編語言工具 TMS320的匯編語言工具是一個軟件包 其中包括 匯編器 連接器 歸檔器 交叉引用列表器 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換公用程序 匯編器 Assembler 將匯編語言的源程序文件匯編成為機器語言的目標(biāo)程序文件 其格式為COFF 公用目標(biāo)文件格式 匯編語言源程序可以包括 匯編語言指令 instruction 匯編指令 assemblerdirectives 宏指令 macrodirectives 連接器 Linker 連接器的基本任務(wù)是將目標(biāo)文件連接在一起 產(chǎn)生可執(zhí)行模塊 連接器可以接受的輸入文件包括 匯編器產(chǎn)生的COFF目標(biāo)文件 命令文件 庫文件 已部分連接好了的文件它所產(chǎn)生的可執(zhí)行COFF目標(biāo)模塊可以裝入各種開發(fā)工具 或由TMS320器件來執(zhí)行 歸檔器 Archiver 歸檔器允許用戶將一組文件歸入一個檔案文件 庫 例如 將若干個宏歸入一個宏庫 匯編器將搜索這個庫 并調(diào)用源文件中使用的宏 也可以用歸檔器將一組目標(biāo)文件收入一個目標(biāo)文件庫 連接器將連接庫內(nèi)的成員 并解決外部引用 交叉引用列表器 Cross ReferenceLister 交叉引用列表器是一個查錯的工具 它接受已經(jīng)連接好的目標(biāo)文件作為輸入 產(chǎn)生一個交叉引用列表作為輸出 它列出符號 符號的定義 以及它們在已經(jīng)連接的源文件中的引用 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換公用程序 HexConversionUtility 將COFF目標(biāo)文件轉(zhuǎn)換成為若干種標(biāo)準(zhǔn)的文件格式 ASCII 十六進(jìn)制 ExtendedTektronix IntelMCS 86 MotorolaExorciser TISDSMAC 系統(tǒng)集成與調(diào)試工具 TI公司為TMS320系統(tǒng)的集成與調(diào)試所提供的工具包括 C 匯編源代碼調(diào)試器 C Assemblysourcedebugger 軟仿真器 Simulator DSP入門套件 DSK DSPStarterKit 標(biāo)準(zhǔn)評估模塊 EVM 擴展開發(fā)系統(tǒng)XDS eXtendedDevelopmentSystem C 匯編源代碼調(diào)試 C Assemblysourcedebugger 為嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)提供了豐富的功能與靈活性 該調(diào)試器是下面要討論的軟仿真器 評估模塊 在線仿真器等的標(biāo)準(zhǔn)接口 該調(diào)試器可以運行在PC平臺上 對用C或匯編語言寫的程序提供完全的控制 其代碼分析功能通過快速確認(rèn)最費時的程序段 提示應(yīng)該將開發(fā)時間集中在什么地方 Debugger的性能 支持多操作 增強并行處理能力 多處理器 斷點 單步 對C代碼和匯編代碼單獨調(diào)試或同時調(diào)試 靈活配置窗口界面 靈活的命令輸入方式 鼠標(biāo) 功能鍵 下拉菜單 批處理文件 全屏編輯 連續(xù)更新 代碼分析器 CODEPROFILE 分別或同時分析C代碼和匯編代碼 針對全局變量 模塊 函數(shù) 可以在各種層次上建立代碼分析區(qū)域 廣泛的統(tǒng)計功能 向用戶提供代碼中瓶頸問題的各種信息 代碼的總執(zhí)行時間 調(diào)用子程序的時間等 軟仿真器 Simulator TMS320軟件仿真器是一個軟件程序 利用主機的處理器和存儲器 來仿真TMS320DSP的微處理器和微計算機模式 從而進(jìn)行軟件開發(fā)和非實時的程序驗證 在PC機上 典型的仿真速度為每秒幾百條指令 軟仿真器的性能 在主機上執(zhí)行用戶的DSP程序 修改和檢查寄存器 顯示和修改數(shù)據(jù)及程序存儲器 外設(shè) cache pipeline的時序仿真 設(shè)置斷點 跟蹤ACC PC AR 表達(dá)式的值 單步執(zhí)行 軟仿真器的性能 產(chǎn)生中斷 對非法操作碼和無效數(shù)據(jù)輸入等提供出錯信息 執(zhí)行批處理文件中的命令 以文件方式快速存儲和調(diào)用仿真參數(shù) 反匯編 周期計數(shù)并顯示 DSP入門套件 DSK DSPStarterKit 為初學(xué)者設(shè)計和生產(chǎn)的 它是一種用以評價DSP平臺的廉價的開發(fā)工具 在PC機的DOS或Windows下 用戶可以使用DSK來作DSP的實驗 進(jìn)行諸如控制系統(tǒng) 語音處理等應(yīng)用 也可以用來編寫和運行實時源代碼 并對其作評估 還可以用來調(diào)試用戶自己的系統(tǒng) TMS320C5xDSK TMS320C5xDSK 評估模塊 EVM EvaluationModule TMS320的評估模塊 EVM 是廉價的開發(fā)板 用于器件評估 標(biāo)準(zhǔn)程序檢查 以及有限的系統(tǒng)調(diào)試 EVM是一個PC插件 包括目標(biāo)處理器 一個小容量的存儲器 和有限的外設(shè) EVM可以用來實時運行代碼 并與外部系統(tǒng)接口 TMS320EVM TMS320C62EVM TMS320C40PPDS TMS320硬件仿真器 Emulators 擴展開發(fā)系統(tǒng) XDS extendeddevelopmentsystem 是功能強大的全速仿真器 用以作系統(tǒng)級的集成與調(diào)試 掃描式仿真 Scan BasedEmulator 是一種獨特的 非插入式的系統(tǒng)仿真 集成 調(diào)試方法 使用這種方法 程序可以從片內(nèi)或片外的目標(biāo)存儲器實時執(zhí)行 在任何時鐘速度下都不會引入額外的等待狀態(tài) TMS320邊界掃描式仿真器 TMS320邊界掃描式仿真器 集成化的DSP開發(fā)環(huán)境CodeComposerStudio 為TI的C2000 C5000和C6000而設(shè)計 將編輯 調(diào)試 項目管理 分析和探測集成在一個環(huán)境里 代碼生成器 C編譯器 匯編器與連接器 指令集仿真器 實時的基礎(chǔ)軟件 主機和目標(biāo)機之間的實時數(shù)據(jù)交換 RTDX 實時分析和數(shù)據(jù)可視化 目前可用于WIN2000 XP WIN7等 基于WIN的圖形化界面 集成式開發(fā)環(huán)境的結(jié)構(gòu) 實時數(shù)據(jù)交換 RTDX 從探測點注入和提取信號 多目標(biāo)調(diào)試 CodeComposerStudio 開放的 具有強大集成能力的開發(fā)環(huán)境 由先進(jìn)開發(fā)工具組成的直觀的系統(tǒng) 可以大大縮短DSP的編程時間 高級的編碼工具 可提供第三方工具接入的開放式結(jié)構(gòu) 開發(fā)人員可以采用特定的工具自定義環(huán)境 滿足特殊的設(shè)計需要 DSP的操作系統(tǒng) 對于簡單的DSP任務(wù) 用前面介紹的開發(fā)工具