Мысловский Э.В. Цифровые сигнальные процесссоры (2003) (1264219), страница 6
Текст из файла (страница 6)
При 4-разрядном двоичном представлениидесятичного числа 2 второй бит дважды сдвигается влево, чтобы умножить 2 на 4 (т.к. 4 =22).Микропроцессоры общего назначения оказываются весьма медленными привыполнении операций умножения и деления. Для выполнения одной операции умноженияим обычно требуется осуществить целый ряд операций сдвига, сложения и вычитания.Операция сдвига влево первый раз обращает число «0010» в число «0100», авторой раз - в число «1000». Блок будет содержать «1000».Цифровая обработка сигналов по своей природе требует большого количествавычислений вида: А = В*С + D.Этим объясняется необходимость в специальном устройстве, которое могло бывыполнять умножение и сложение за один командный цикл.
Введение подобныхустройств в процессоры, предназначенные для решения задач общего характера, несвязанных с обработкой сигналов, нецелесообразно. Вместе с тем, для ЦПОС наличиетакого специального устройства является обязательным требованием.В системе команд большинства процессоров имеется специальная команда,которая обеспечивает умножение, суммирование и сохранение результата в одном цикле.Эта команда обычно называется «МАС» (сокращение от Multiply - умножать, ADDскладывать, Accumulate - накапливать). При работе с цифровыми процессорами вы оченьчасто будете встречаться с этой командой или ее разновидностями.Рис.3.1.
Основные операции над данными.Рис.3.2. Обобщенная схема разработки ЦОСВ качестве инструментальных средств для разработки программного обеспечениядля систем ЦОС используются: ассемблеры, языки высокого уровня, симуляторы иэмуляторы.Ассемблеры выполняют трансляцию (т.е. перевод) текста программы, написаннойв символической форме на языке ассемблера, в систему команд в машинном коде.Машинный код представляет собой совокупность двоичных цифр. Рассмотримследующие две строки‘ADD А, В’‘111000100101010001001’34Ассемблеры принимают команды в виде текста и преобразуют их в машинныйязык.
Это освобождает нас от необходимости запоминать двоичные коды командпроцессора.Языки высокого уровня подобны языкам ассемблеров, но значительно болеедружественны. Ассемблеры имеют самые основные команды, такие как умножение,сложение и сравнение. Языки высокого уровня имеют и команды высокого уровня, такиекак печать и неоднократное повторение. Поэтому писать программы легче на языкахвысокого уровня.Хотя на языке высокого уровня программу написать легче, с помощью языкаассемблера можно создавать программы, которые выполняются быстрее. По этимсоображениям в процессорах используются оба языка.
Иногда критический ко времениучасток программы необходимо писать на языке ассемблера. Полная программа можетиметьучасткивкодахассемблераиучасткинаязыкевысокогоуровня.Программирование на обоих языках легко комбинировать в линейно выполняемойпрограмме. Языки ассемблеров и языки высокого уровня позволяют программироватьпроцессоры для выполнения разнообразных функций.Программные симуляторы имитируют работу ЦСП (пример симулятора,разработанного на Java можно посмотреть на сайте http://dsp.iu4.bmstu.ru - раздел«Виртуальная лаборатория»). Симулятор процессора представляет собой программнуюмодель ЦСП, который моделирует почти все функциональные возможности и напряженияна выводах процессора.
Симуляторы используются для отладки программы и анализарезультатов, прежде чем программа будет размещена в памяти процессора. Симуляторывесьма полезны для предварительной оценки работы конкретного процессора.Эмулятор действует почти так же, как ЦСП, но позволяет контролировать инаблюдать результаты выполнения команд. Современные эмуляторы не заменяют ЦСП,ноконтролируютсостояниефункциональныхузловиблоковЦСПпутемпоследовательного сканирования.
Используя эмулятор, можно увидеть все внутренниеобмены в ЦСП на каждом шаге. Разработчики могут в реальном времени пошагововыполнять команды, проверяя уровни напряжения на соответствие конкретной операции иконтролируя каждый результат, во времени. Эмуляторы являются неоценимым сродствомв среде проектирования систем ЦОС.Поскольку возможность реализации проверяется посредством имитационногомоделирования, следует начать с составления программы.
Прежде всего, разрабатывается35программное обеспечение модели, как правило, на языке, далее с использованиемсимуляторов, эмуляторов и т.п. проводится привязка модели к особенностям аппаратнойреализации, далее проводится оптимизация исходного кода на языке ассемблера.
Напервом этапе определяются сложность и модули программы. Каждый модульотлаживается отдельно. После отладки всех модулей компилируется и отлаживаетсяполная программа. Если она работает согласно требованиям, то переходят к следующемуэтану проектирования, в противном случае цикл проектирования повторяется до тех пор,пока не будет выполнено техническое задание на данном этапе.3.1. Интегрированная среда разработки Visual DSPИнтегрированная среда разработки Visual DSP была разработана компаниейAnalog Device в целях повышения удобства работы с отладочными устройствами.
ПакетVisual DSP включает в себя две составляющие: интегрированную среду разработки (IDE)и отладчик.3.1.1 Интегрированная среда разработкиИнтегрированная среда разработки является MDI-приложением и включает себя средстванастройки проекта, полнофункциональный текстовый редактор, средства настройки ивызова ассемблера, линкера и отладчика. Окно среды разработка показано на рис.3.3.Рис.3.3.Вид интегрированной среды разработки363.1.2 Создание нового проектаДля создания нового проекта необходимо выбрать пункт New в меню File (см.Рис.
3.4).Рис. 3.5 Дерево проектаПоявиться окно со списком действий, необходимо выбрать New Project. Послеэтого на экране появится окно с корнем дерева проекта (см. Рис.3.5). Сначала оно пустое,для успешного создания проекта в него необходимо добавить минимум два файла: файлархитектуры (.LDF) и файл с исходным текстом (.DSP в случае написания программы наязыке ассемблера) Перемещение между файлами проекта осуществляется выборомнеобходимого файла из дерева проекта. Добавление - удаление файлов проектапанели инструментов или с помощью менюосуществляется с помощью кнопокProject.3.1.3 Компиляция проектаДля компиляции проекта следует в зависимости от необходимости использоватьследующие кнопки панели инструментов:При компиляции одного файла.При компиляции всех файлов.В нижнем окне отображается процесс компиляции, и все найденные ошибки,3.1.4 Запуск отладчикаЗапуск отладчика осуществляется нажатием на кнопкупанели инструментов.Перед первым запуском отладчик определяет отладочное средство: симулятор или EZ-КITсм.
Главу 4). Если в качестве отладочного средства используется EZ-KIT то программапытается с ним связаться через последовательный порт RS-232. При установлении связиоткрывается окно программы (см. Рис. 3.6).37Рис.3.6 Окно отладчикаДля запуска программы в непрерывном режиме нажмите клавишу F5 иливыберите меню Debug и пункт Run (см. Рис. 3.7).Рис.3.7 Окно отладчикаДля выполнения программы до курсора надо выбрать пунктRun То Cursor или нажмите Ctrl+F10 или нажмитена панели инструментов.Для трассировки программы используйте пункт Step Over (пошаговый режим без захода вподпрограммы, кнопкапанели инструментов) или Step Into (пошаговый режим сзаходом в подпрограммы, кнопкапанели инструментов). Отладчик позволяет38использовать точки останова и просматривать ресурсы процессора.
Окно ресурсавызывается на экран через меню Register (см. Рис 3.8). Пункт Computational отображаетсодержимое регистров (основного банка), пункт Alternate Computational отображаетсодержимое альтернативного банка регистров.Рис.3.8 Меню RegisterПункт DAGS отображает состояние генераторов адресов.
Пункт Program Controlотображает окно с состоянием внутренних регистров процессора. Пункт Interruptпредназначен для вызова окна, отображающего регистры контроллера прерываний. Выборпункта Flags приводит к отображению состояния флагов процессора. Пункты SPORTO иSPORT1отображаютсостоянияпоследовательныхпортовSPORTOиSPORT1соответственно. Меню Stacks предназначено для отображения стеков процессора.Задание:• Установите на своей рабочей станции Visual DSP для ЦСП 218х.• Выполните проверку на работоспособность пакета Visual DSP, изучивтестовые программы, приведенные в каталоге sample.3.2 Основные понятия языка ассемблераКакбылоотмечено,любыедействияЦСПпообработкеданныхрегламентируются набором инструкций, представленных на языке Ассемблер для данноготипа ЦСП.
Часть программы на языке ассемблера называют модулем; модули, которыеявляются входными данными ассемблера, называются исходными модулями. Каждый39модуль должен содержаться в отдельном файле. Ассемблированные модули линкерсвязывает в программу.Ассемблер включает три исполняемых компонента:•Препроцессор языка С•Препроцессор языка ассемблера•Ядро ассемблера3.3 ПрепроцессорПрепроцессор языка С обрабатывает директивы С, например, #define, #include.Препроцессор языка ассемблера обрабатывает директивы ASM-218х, например, VAR,CONST.Рис.3.9. Процесс выполнения ассемблера3.4 Запуск ассемблераЗапуск ассемблера выполняется командой ASM21 filename [ .ext] [swich...]Гдеfilename-входнойфайл,содержащиймодульисходногокода.Дополнительные ключи управляют работой ассемблера, они могут быть набраны как вверхнем, так и в нижнем регистре.40Таблица 3.1 Ключи ассемблера3.5 Правила языка ассемблера3.5.1 Символы и ключевые словаВ языке ассемблера ADSP-21xx допускается использовать следующие символы:•Заглавные буквы латинского алфавита - A-Z•Строчные буквы латинского алфавита - а-z•Цифры - 0-9•ASCII графические символы, символы пунктуации•Управляющие ASCII символы: пробел, табуляция и т.д.3.5.2 ИдентификаторыИдентификаторы нужны для обозначения различных объектов программы переменных, подпрограмм, меток и т.п.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
