關(guān)于CCS在DSP平臺(tái)上的應(yīng)用和研究*

黃文蓓 沈毓磬

上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通學(xué)院 上海 201620

DSP特指數(shù)字信號(hào)處理器芯片。數(shù)字信號(hào)處理（Digital Signal Processing，簡(jiǎn)稱DSP）是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速發(fā)展[1]。本文采用Code Composer Studio軟件，利用硬件DSP電路，實(shí)現(xiàn)CCS在DSP中輸出所需的波形。

1 CCS軟件在DSP中的發(fā)展?fàn)顩r

1.1 CCS集成開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介

CCS（Code Composer Studio）是一個(gè)完整的DSP集成開發(fā)環(huán)境，是目前最優(yōu)秀、最流行的DSP開發(fā)軟件之一?，F(xiàn)在TI所有的DSP都可以使用該軟件工具進(jìn)行開發(fā)，只是只有′C5000和′C6000的CCS中才提供DSP/BIOS功能，而在′C2000和′C3X的中是沒有DSP/BIOS功能的。所以有時(shí)也將用于′C2000和′C3X開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境稱為CC（Code Composer），以示區(qū)別。CCS支持軟仿真器、各種型號(hào)硬仿真器、各種DSK和EVM板，需要向相應(yīng)的生產(chǎn)廠家索取驅(qū)動(dòng)程序，然后在CCS中安裝即可[2]。

1.2 CCS的功能

目前CCS的功能日益強(qiáng)大，可擁有以下幾個(gè)方面。

1）集成可視化代碼編輯界面，可直接編寫C、匯編、.H文件、.cmd文件等。

2）集成代碼生成工具，包括匯編器、優(yōu)化C編譯器、連接器等。

3）基本調(diào)試工具，如裝入執(zhí)行代碼（.OUT文件），查看寄存器窗口、存儲(chǔ)器窗口、反匯編窗口、變量窗口等，支持C源代碼級(jí)調(diào)試。

4）支持多DSP調(diào)試。

5）斷點(diǎn)工具，包括硬件斷點(diǎn)、數(shù)據(jù)空間讀/寫斷點(diǎn)、條件斷點(diǎn)（使用GEL編寫表達(dá)式）等。

6）探針工具（probe points），可用于算法仿真，數(shù)據(jù)監(jiān)視等。

7）剖析工具（profile points），可用于評(píng)估代碼執(zhí)行的時(shí)鐘數(shù)。

8）數(shù)據(jù)的圖形顯示工具，可繪制時(shí)域/頻域波形、眼圖、星座圖、圖像等。

9）支持RTDX（Real Time Data exchange）技術(shù)，利用該技術(shù)可在不中斷目標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)DSP與其他應(yīng)用程序（OLE）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

10）提供DSP/BIOS工具，利用該工具可增強(qiáng)對(duì)代碼的實(shí)時(shí)分析能力，如分析代碼執(zhí)行的效率，

11）調(diào)度程序執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)，方便管理或使用系統(tǒng)資源（代碼/數(shù)據(jù)占用空間，中斷服務(wù)程序的調(diào)用，定時(shí)器使用等），從而減小開發(fā)人員對(duì)硬件資源熟悉程度的依賴性[3]。

1.3 CCS各個(gè)版本比較

目前TI公司發(fā)布的CCS軟件版本中常用的有CCS2.2、CCS3.1以及CCS3.3。CCS2.2是一個(gè)分立版本的開發(fā)環(huán)境，所以體積較小，使用起來(lái)也比較穩(wěn)定，但是使用C語(yǔ)言編程時(shí)代碼優(yōu)化的效率比較低。而CCS3.1和CCS3.3是集成版本，所以體積比較大，雖然在C語(yǔ)言編程時(shí)，代碼優(yōu)化方面和CCS2.2相比，做了很多改進(jìn)，但是系統(tǒng)穩(wěn)定性稍顯欠缺。CCS3.3是比較新的版本，所以目前使用的人最多。TI不斷推出新版本的CCS[4]。

2 CCS在DSP中的應(yīng)用

2.1 編譯代碼時(shí)的常用操作

為了能夠更好地理解CCS所工作的內(nèi)容，需要簡(jiǎn)單理解一下預(yù)處理、編譯和鏈接這3個(gè)概念。預(yù)處理時(shí)對(duì)源代碼進(jìn)行編譯前的處理，源代碼就是之前在CCS3.3環(huán)境中所編寫的C語(yǔ)言代碼或者匯編語(yǔ)言代碼，語(yǔ)句前為“#”的語(yǔ)句就是在預(yù)處理期間進(jìn)行作用的。編譯是將原文件處理成目標(biāo)文件的過程，而目標(biāo)文件并不是下載到DSP中能夠運(yùn)行的可執(zhí)行代碼，它通常包含有許多位置代碼，例如包含有某些函數(shù)在可執(zhí)行文件中的位置。鏈接則是將許多目標(biāo)文件合并處理成可執(zhí)行文件?？梢姡瑢?duì)源文件僅編譯的話是不能產(chǎn)生可執(zhí)行文件的，只有通過編譯和鏈接，才能最終生成可執(zhí)行文件。

編譯代碼的通常操作[5]：1）創(chuàng)建新的工程；2）打開已存在的工程；3）新建一個(gè)文件；4）向工程添加文件；5）移除工程中的文件；6）給工程添加庫(kù)文件；7）查找變量；8）替換變量；9）查看源碼

2.2 調(diào)試時(shí)常用的操作

通常，程序在通過編譯之后，還不能說明程序已經(jīng)開發(fā)成功。編譯通過只能說明編寫的程序已經(jīng)沒有語(yǔ)法錯(cuò)誤，而程序是不是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了所需要的功能，則還不清楚。這就需要對(duì)程序慢慢進(jìn)行調(diào)試來(lái)進(jìn)行功能驗(yàn)證。在CCS3.3下，調(diào)試程序通常需要掌握以下幾點(diǎn)操作。

1）添加、移除斷點(diǎn)。調(diào)式時(shí)經(jīng)常要看看某一行代碼是否被執(zhí)行，或者執(zhí)行前后某些變量的狀態(tài)變化情況，此時(shí)就需要在這一行代碼前設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)。

2）單步調(diào)試。在調(diào)試程序時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到一些需要逐行運(yùn)行、逐行分析的情況，只有這樣才能定位到問題的所在，這時(shí)候就需要使用單步調(diào)試的功能。

3）使用watch window觀察變量。一個(gè)程序通常會(huì)有許多變量，而常常又希望在調(diào)試的時(shí)候能夠觀察到某個(gè)或者某些變量的值，以便于判斷程序運(yùn)行是否正常，是否符合既定的要求，這時(shí)就需要使用watch window的功能來(lái)查看變量的值。

4）保存并導(dǎo)出變量的值。

5）觀察指定存儲(chǔ)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)。

6）統(tǒng)計(jì)代碼的運(yùn)行時(shí)間。

7）在CCS中顯示圖形（這一步是相對(duì)其他步驟比較復(fù)雜的操作）。

通過CCS在DSP上完成代碼調(diào)試，最后輸出想要的波形。

3 結(jié)語(yǔ)

在初步學(xué)習(xí)完CCS的一個(gè)大概系統(tǒng)后，總結(jié)幾點(diǎn)在進(jìn)行CCS在DSP開發(fā)應(yīng)用中的學(xué)習(xí)需要的注意事項(xiàng)。第一是要學(xué)會(huì)總結(jié)在操作實(shí)驗(yàn)過程中的得與失，吸取以前的教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)，才能在以后的操作中打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。第二要掌握相當(dāng)多的相關(guān)知識(shí)，比如編程和對(duì)時(shí)序的認(rèn)識(shí)，這樣才能在實(shí)際操作中熟練快速地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過學(xué)習(xí)CCS的操作，可以在DSP上熟練運(yùn)用，完成代碼調(diào)試后便能夠在顯示屏上顯示需要的波形。

[1]顧衛(wèi)剛.手把手教你學(xué)DSP：基于TMS320X281x[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2011.

[2]DSP實(shí)驗(yàn)室.軟件開發(fā)工具CCS的使用[M].北京:北京交通大學(xué)電子學(xué)院,2005.

[3]李亞,羅仁澤,羅朗,等.“DSP芯片原理及應(yīng)用”教學(xué)方法探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2008(6):91-92.

[4]裘云.DSP技術(shù)及其前景[J].微計(jì)算機(jī)信息,2000(5):3-4.

[5]杜開初.單板機(jī)的斷點(diǎn)設(shè)置過程[J].龍巖師專學(xué)報(bào),1989(2):63-66.