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DSP编程的几个关键问题

DSP编程的几个关键问题

2010/6/28 11:08:00

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。但其应用所设计的知识非常庞杂。本文以TI公司的 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。当程序调不通不知该从何处下手时,此文也许会有所帮助。这些关键点有些是TMS320C5409所独有而有些是与DSP所共有的。
    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多帧方式进行发送,在中断处理程序中或停止发送或加载数据。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为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(相信会有许多人遇到此类问题)。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的发送既可。如先打开McBSP的发送后打开DMA,也是不会工作的。因为McBSP的READY已经由0变到1了,无法再产生READY上升沿。
    2 关闭DMA与关闭McBSP的区别

   
在通信领域,为了充分利用 DSP 的片上外设资源,常常利用DMA把从串口来的数据或要发的数据放入缓冲区,再处理。对DMA而言,只要其在数据缓冲区的指针指向了中断应发生的位置,就产生中断。但此时最后一个数据只是进入了McBSP而并未真正发出去,所以在传送结束的中断程序中只能关闭DMA不能关闭McBSP。因为此时McBSP的发寄存器DXR中还有一个字没有发出。

3 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。
    (1)可以向DXR装载DMA。

    (2)使能GRST(GRST=1)(如果需要DSP内部产生采样时钟)。

    (3)使能RRST或XRST,注意此时要保证SPCR中仅有此一位发生改变。

    (4)使能FRST(FRST=1)(如果需要DSP内部产生帧同步)。

    (5)等待2个R/T CLK时钟周期后,收或发端便会有效。

     4 汇编语言程序中的变量

     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要定义,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的发送寄存器地址在23h

5 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。
    6 指令的歧义

    6.1 比较下面指令

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

    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      (对)

    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     (错)
       LDM   AR5,A             ;把AR5的内容送入寄存器A     (对)

       ANDM  #0x107e,AR4       ;把#107e加到寄存器AR4       (错)
       ANDM  #0x107e,*AR4      ;把#107e加到寄存器AR4       (对)

    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              (对)

       STM #0, (bsp0_out_sign) ;此语句被编译为STM #0,PMST或STM #0,IMR  (错)

    这种语句会导致程序运行中的随机故障,且极难发现。

    6.2 流水冲突

    分析以下程序:

       STM   to-dce-buff,AR4
       LDM   AR4,B
       ADD   A,B                  ;B=AR4+AL
       MVDM  BL,AR4               ;AR4=to-dce-buff+AL

    实际上,上段程序得不到AR4=to-dce-buff+AL的结果。这是因为DSP一般采用深度为3~6级的流水结构,产生了无法解决的冲突,所以它不能被正确执行。解决的办法是在赋值和引用之间插入一条或几条其他的指令,或NOP语句即可。
    7 汇编与C语言混合编程的关键问题

    7.1 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_buff,_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 ch ar to_dte_buff[BUFF_SIZE];     //DSP发向PC机的数据

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