DSP編程中幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的探究

李麗

（西安未來(lái)國(guó)際軟件有限公司，陜西 西安 710075）

1 引言

DSP芯片憑其優(yōu)異的性能在高速計(jì)算領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。但其應(yīng)用所涉及的知識(shí)非常龐雜。本文以TI公司320C54X系列為藍(lán)本進(jìn)行提純，所有認(rèn)識(shí)都是筆者在實(shí)際工作中親手實(shí)踐所得。

2 DSP編程的關(guān)鍵問(wèn)題

2.1 McBSP(Multichannel Buffered Serial Port)串口利用DMA 中的多幀（Multi-Frame）方式通信的中斷處理

在實(shí)際通信應(yīng)用中，一個(gè)突發(fā)之后，程序必須為下一個(gè)突發(fā)作準(zhǔn)備。因此一般采用串口的DMA多幀方式但在串口以DMA方式傳輸數(shù)據(jù)時(shí)卻有一些問(wèn)題要討論。首先DMA的傳輸同步事件應(yīng)設(shè)McBSP的傳輸事件即XEVT，這樣一字節(jié)傳輸后會(huì)自動(dòng)準(zhǔn)備另一字節(jié)（McBSP的READY上升沿觸發(fā)DMA傳輸）。中斷發(fā)生時(shí)意味著一個(gè)塊已傳完，這時(shí)DMA的使能自動(dòng)關(guān)閉，McBSP的READY將一直保持高狀態(tài)。但是在下一次突發(fā)傳輸直接使能DMA時(shí)卻啟動(dòng)不了傳輸（相信會(huì)有許多我遇到此類問(wèn)題）。這是因?yàn)闊o(wú)法產(chǎn)生McBSP觸發(fā)啟動(dòng)所需的READY上升沿。解決辦法是在中斷程序中先關(guān)閉McBSP的發(fā)送，使READY=0，隨后在程序中發(fā)送使能DMA，再打開McBSP的發(fā)送即可

2.2 McBSP串口配置的關(guān)鍵時(shí)序

主要是寄存器SPCR2的配置：在保持RRST、XRST、FRST 各位為0 的前提下，配置好其它串口控制寄存器。等待至少2個(gè)CLKR/T時(shí)鐘以確保DSP內(nèi)部的同步?？梢韵駾XR裝載數(shù)據(jù)或使能 DMA；使能 GRST（GRST=1）（如果需要DSP內(nèi)部產(chǎn)生采樣時(shí)鐘）；使能RRST或XRST，注意此時(shí)要保證SPCR中僅有此一位發(fā)生改變。

2.3 匯編語(yǔ)言程序中的變量

匯編語(yǔ)言程序中的公用變量應(yīng)在文件中定義，如.def carry。匯編語(yǔ)言程序中使用的局部變量不需定義，可直接聲明，例如trn_num.word 00h。如果在兩個(gè)asm文件中有兩個(gè)都沒有定義的同名變量，則編譯程序會(huì)認(rèn)為分他們不是同一變量。在匯編程序的開頭應(yīng)有.mmregs宏語(yǔ)句。它一方面表示對(duì)默認(rèn)定義的確認(rèn)（ah,bh,trn等），另一方面可以對(duì)所用寄存器重新定義。如：

.mmregs

DMPREC.set 54h;定義DMA優(yōu)先和使能寄存器地址在54h

DMSA.set 55h

DMSDN.set 57h

DXR10.set 23h;定義串口1的發(fā)送寄存器地睛在23h

2.4 ST1寄存器中CPL位的影響

CPL位是編譯模式控制位，它表示在相對(duì)直接尋址時(shí)采用哪種指針。當(dāng)CPL=0時(shí)，使用頁(yè)指針DP；當(dāng)CPL=1時(shí)，使用堆棧指針SP。實(shí)際使用中二者沒有什么差別，但使用SP尋址的程序更易讀。在程序中經(jīng)常使用CPL=1。

3 指令的歧義

3.1 比較下面指令

STLM B，AR4；把bl內(nèi)容送入寄存器AR4（×）

STLM B,*AR4；把bl內(nèi)容送入寄存器AR4（√）

前者實(shí)際執(zhí)行的是把bl內(nèi)容送入一個(gè)系統(tǒng)用的緩沖區(qū)，后者也可用：

MVDM BL，AR4；把bl內(nèi)容送入寄存器AR4（√）

其他易導(dǎo)致歧義的語(yǔ)句還有：

LD AR5，A ；把AR5的內(nèi)容送入寄存器A（×）

LDM AR5，A ；把AR5的內(nèi)容送入寄存器A（√）

ANDM#0x107e,AR4；把#107e加到寄存器AR4（×）

ANDN#0x107e，*AR4;把 #107e 加到寄存器AR4（√）

僅對(duì)某些寄存器有效的指令：

MVDD*AR2+，*AR3+；把以AR2為地址的內(nèi)容拷入AR3的地址中

此類指令用作數(shù)據(jù)塊搬移特別有效，但僅對(duì)AR2、AR3、AR4、AR5有效。

易錯(cuò)語(yǔ)句中對(duì)程序運(yùn)行危害最大的是：

ST#0，*（bsp0_out_sign）;bsp0_out_sign 是一個(gè)變量名（√）

STM#0，bsp0_out_sign；此語(yǔ)句被編譯為STM#0,PMST或STM#0，IMR（×）

這種語(yǔ)句會(huì)導(dǎo)致程序運(yùn)行中的隨機(jī)故障，且極難發(fā)現(xiàn)。

4 匯編與C語(yǔ)言混合編程的關(guān)鍵問(wèn)題

4.1 C程序變量與匯編程序變量的共用

為了使程序更易于接口和維護(hù)，可以在匯編程序中引用與C程序共享的變量：

.ref_to_dce_num,_to_dte_num,_to_dce_buf f,_to_dte_buff

在匯編程序中引用而在C程序可直接定義的變量：

unsigned char to_dte_buff[BUFF_SIZE];//DSP發(fā)向PC機(jī)的數(shù)據(jù)

int to_dte_num;//緩沖區(qū)中存放的有效字節(jié)數(shù)

int to_dte_store：//緩沖區(qū)的存放指針

int to_dte_read;//緩沖區(qū)的讀取指針

這樣經(jīng)過(guò)鏈接就可完成對(duì)應(yīng)。

4.2 程序入口問(wèn)題

在C程序中，程序的入口是main（）函數(shù)。而在匯編程序中其入口由*.cmd文件中的命令決定，如：-emain_start；程序入口地址為main_start。這樣，混合匯編出來(lái)的程序得不到正確結(jié)果。因?yàn)镃到ASM的匯編有默認(rèn)的入口cint00，從這開始的一段程序?yàn)镃程序的運(yùn)行做準(zhǔn)備工作。這些工作包括初始化變量、設(shè)置棧指針等，相當(dāng)于系統(tǒng)殼不能耐跨越。這時(shí)可在*.cmd文件中去掉語(yǔ)句：-e main_start。如仍想執(zhí)行某些匯編程序，可以C函數(shù)的形式執(zhí)行，如：

main_start()；//其中含有其他匯編程序

但前提是在匯編程序中把_main_start作為首地址，程序以rete結(jié)尾（作為可調(diào)用的函數(shù)）的程序段，并在匯編程序中引用_main_start，即.ref_main_start。

4.3 堆棧問(wèn)題

在匯編程序中對(duì)堆棧的依賴很小，但在C程序中分配局部變量、變量初始化、傳遞函數(shù)變量、保存函數(shù)返回地址、保護(hù)臨時(shí)結(jié)果功能都是靠堆棧完成。而C編譯器無(wú)法檢查程序運(yùn)行時(shí)堆棧能否堆棧溢出。

4.4 程序跑飛問(wèn)題

編譯后的C程序跑飛一般是對(duì)不存在的存儲(chǔ)區(qū)訪問(wèn)造成的。首先要查.MAP文件并與memery map圖對(duì)比，看是否超出范圍。如果在有中斷的程序中跑飛，應(yīng)重點(diǎn)查在中斷程序中是否對(duì)所用到的寄存器進(jìn)行了壓棧保護(hù)。如果在中斷程序中調(diào)用了C程序，則要查匯編后的C程序中是否用到了沒有被保護(hù)的寄存器并提供保護(hù)（在C程序的編譯中是不對(duì)A、B等寄存器進(jìn)行保護(hù)的）。

5 結(jié)論

在編程中對(duì)DSP串口的DMA傳輸方式使用中遇到的疑難問(wèn)題、匯編指令歧義及C語(yǔ)言混合編程容易犯的錯(cuò)誤在本文中作了分析和研究，并對(duì)某些編程的疑難點(diǎn)做出了相應(yīng)實(shí)例解釋。鑒于本人水平有限，不足之處，還望指正。

[1]周楊等.DSP在電動(dòng)機(jī)車應(yīng)用中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[J].電機(jī)與控制學(xué)報(bào)，2006.10（6）：580-585.