Солонина А., Улахович Д. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов (2002) (1095891), страница 63
Текст из файла (страница 63)
25), П Выбор языка программирования. Для программирования процессоров ПЗР используются язык С и язык ассемблера. Выбор языка программирования определяется многими факторами (процессором, сложностью задачи, наличием компиляторов программ на языке С), в том числе уровнем подготовки разработчика. Некоторые рекомендации по поводу языка будут принелены ниже. Следует указать, что выбранный язык определяет форл1улировку задачи и алгоритма, необходимые для непосредственного перехода к написанию программы. Прн использовании языка ассемблера нужна "ассемблерная" формулировка, предполагающая описание на уровнс команд и инструкций этого языка.
(З Написание программы. При разработке программы рекомендуется руководствоваться методами структурного программирования [12). Основные идеи этого метода включают две составляюпгие: проектирование сверху вниз и модульное программирование. Проектирование сверху вниз предполагает постепенную легализацию всей программы н сс отдельных составляющих и должно использоваться ешс на этапе разработки алгоритма. Мадулыгае програхмгироввние предусматривает разделение программы на логические части — людули и последовательное программирование каждого модуля.
Модули организуются как законченные функциональные блоки, содержащие отдельные независимые процелуры„которые могут быть объединены н общую программу. Модули должны иметь хорошо определенный интерфейс, т. е. четко ньшеленные входные и выходные параметры, через которые они получают и передают исходные данные н полученные результаты. Модульный принцип построения программы имеет ряд преимуществ, некоторые из которых приведены ниже: ° с относительно небольшими модулями проще работать; ° модуль, являющийся законченным функциональным блоком, допускает индивидуальную отладку и тестирование; ° отдельные модули могут разрабатываться независимо различнымн специалистами, что ускоряет процесс получения конечного программного продукта; ° модульный принцип позволяет создавать и использовать библиотеки стандартных (типовых) процедур.
Запоминающие устройства современных микропроцессорных систем разбиваются обычно на отдельные блоки (страницы, сегменты, пространства).„модульный принцип построения программы позволяет распределять модули по различным блокам памяти.
Модулями законченной прикладной программы с функцноначьной точки зрения могут являться; ° набор подпрограмм и объединяющая их головная программа; л отдельные процедуры, последовательное соединение которых образует конечный продукт — библиотеки, включающие отдельные подпрограммы, процедуры; ° конечный продукт — библиотеки, включающие отдельные полпрограммы, процедуры, наборы данных, например, коэффициентов лля реализации различных вариантов фильтров и т. д.
Необходимым усаоннем хорошей программы является также ее полробнае комментирование и документирование. (З Получение исполияемого кода программы. Исполняемый код программы создается с помощью средств, нхоляших н пакет поддержки разработки. Эти программы описываются в рвэд. 9.3. (х Отладка и тестирование программы. Отладка программы представляет со- бой процесс поиска н ней ошибок (предполагая, что ошибки в программе есть).
Если п1юграмма работает правильно, то она подлежит тестированию. Однако после тестирования программа должна быть снова подвергнута отладке. Таким образом, тестирование устанавливает наличие ошибки, а отладка позволяет выяснить ее причину (12, !6, 13!.
Оллтвдка представляет собой достаточна творческий процесс, и ее задачей является локализация ошибки, т. е. нахождение соответствующего Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов Глава 9. Подготовка программ пользователя языки программирования 353 места в программе, которое вызывает ошибку. Возможности тестирования необходимо закладывать в программу еше на этапе разработки. Теонирсаание программы проводится с использованием некоторого набора тестовых данных или сигналов.
Тестовые данные должны обеспечивать проверку всех ветвей алгоритма. Для систем цифровой обработки информации, функционирующих в реальном масштабе времени, тестирование в обязательном порялке должно включать измерение времени выполнения асей программы и отдельных ее частей. Для этого могу1 использоваться специальные программы — нрофилировтцики. При тестировании программы проверке могут также подвергаться некоторые показатели системы, связанные с программой, в частности объем кодов и данных (соответственно требуемый объем памяти) и потребляемая мошность. Последний показатель важен лля различных переносных систем с батарейным питанием.
Отладка и тестирование программы могут привести (и, как правило, приводят) к необходимости возврата к ранним этапам проектирования для устранения ошибок в постановке задачи, разработке алгоритма, написании программы и т. д. Таким образом, разработка программы так же, как и весь процесс проектирования, является итерационным процессом. П Получепие загрузочной программы. На этапе отладки и тестирования программы применяются исполняемые коды программы в форматах, содержагцие много "лишней" информации, используемой только для отладки.
Эта информация увеличивает объем программы н не нужна при нормальном функционировании разрабатываемой системы. Кроме того, формат загрузочной программы, т. е. программы, загружаемой в память проектируемой системы, зависит от организации используемой памяти. Длина слова в памяти может отличаться от длины слова процессора. Все это приводит к необходимости изменения формата кода программы. 9.2.
Языки ассембпера 9.2.1. Особенности языка Для программирования систем, построенных на основе цифровых сигнальных процессоров различных фирм, применяются язык ассемблера и язык высокого уровня С. Основные обшие особенности языка ассемблера (чаше не совсем точно называемого просто ассемблером; отличие будет оговорено чуть ниже) сигнальных процессоров совпадают с особенностями всех языков подобною типа. Отметим их основные особенности (43К Языки ассемблера являются машинно-ориентированными языками и, следовательно, для любого типа процессоров сушествует свой язык. Почти каждая колланда ассемблера эквивалентна комалще на машинном языке процсссоРа. Однако программирование на ассемблере, по сравнению с программированием на машинном языке (на уровне машинных кодов), существенно облегтается за счет возможности использования символического обозначения всех элементов программы (кодов операций, адресов ячеек памяти, программ и данных, переменных и констант, операндов и т.д.).
Используемые символические обозначения элементов обычно отражают их солержательный смысл, При программировании на языке ассемблера разработчик может нс заботиться о распределении памяти или назначении конкретных адресов операндам . В ассемблере допускается оформление повторяюшейся последовательности команд как одной макрокоманды. Соответствуюшие версии языка, допускающие использование макрокоманд, называют зтакроаггеибтералтн. Кроме того, ассемблеры позволяют в той или иной форме использовать при программировании статщартныс структуры.
например, цикл, разветвление. При программировании на ассемблере доступны все ресурсы системы и конкретною процессора (регистры, стек, память и т. д.). Это позволяет получать эффективные программы с точки зрения их времени выполнения и объема памяти, необходимою лля размещения программы. Проблемы, связанные с конкретной аппаратурой и периферийными устройствами процессора лучше и удобнее решать на языке ассемблера. Однако программирование на ассемблере предполагает знание архитектуры и свойств процессора, т. е. всего того, что входит в понятие "программная модель процессора".
Современные версии языков ассемблера предоставляют программисту ряд возможностей, характерных для языков высокого уровня. таких как условное ассемблирование, организация циклов арифметического и условного типа, т. е. позволяют использовать стандартные логические структуры. Рекомендуемые методами структурного программирования. Следует отметить, что знание языка ассемблера остается необходимым условием получения "хороших" программ и при испгътьювании для программирования процессоров языка С. В этом случае программа на ассемблере, как правило, является промежуточным этапом для получения выходной исполняемой программы. Кролле того.
все компиляторы языка С поддерживают включение в плюграмму модулей на языке ассемблера, Это может оказаться полезным лля лучшего решения аппаратных проблем и получения эффективной прогРаммы с точки зрения времени выполнения и используемой памяти. 9.2.2. Структура программы Секции и модули В этом разделе и далее Рассматриваются общие особенности языков ассемблера, во всяком случае, языков ассемблера наиболее Распространенных цПОС, Расслгатриваемых в данном пособии (фирмы ТК Молото(а, АР!, Уд~ ОС~ (лсепг (-Я) Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов Глава О. Подготовка программ пользователя, Языки программирования Збб Как отмечена в разд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
