摘? 要: 對DSP串口" title="串口">串口的DMA傳輸方式使用中可能遇到的疑難問題,、匯編指令歧義及C語言混合編程容易犯的錯誤作了列舉分析,對Bootload編程的疑難點做出了實例解釋。
關(guān)鍵詞: 匯編指令的歧義? Bootload? Bug? McBSP? Multi-Frame
?
DSP芯片憑其優(yōu)異的性能在高速計算領(lǐng)域有著巨大的應用前景,。但其應用所涉及的知識非常龐雜,。本文以TI公司的320C54X系列為藍本進行提純,所有認識都是筆者在實際工作中親手實踐所得,。當程序調(diào)不通不知該從何處下手時,此文也許會有所幫助。這些關(guān)鍵點有些是TMS320C5409所獨有而有些是與DSP所共有的,。
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
在實際通信應用中,一個突發(fā)之后,程序必須為下一個突發(fā)作準備,。因此一般采用串口的DMA多幀方式進行發(fā)送,在中斷處理程序中或停止發(fā)送或加載數(shù)據(jù)。但在串口以DMA方式傳輸數(shù)據(jù)時卻有一些問題要討論,。首先DMA的傳輸同步事件應設為McBSP的傳輸事件即XEVT,這樣一字節(jié)傳輸后會自動準備另一字節(jié)(McBSP的READY上升沿" title="上升沿">上升沿觸發(fā)DMA傳輸),。中斷發(fā)生時意味著一個塊已傳完,這時DMA 的使能自動關(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時卻啟動不了傳輸(相信會有許多人遇到此類問題),。這是因為無法產(chǎn)生McBSP觸發(fā)啟動所需的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,。如先打開McBSP的發(fā)送后打開DMA,也是不會工作的。因為McBSP的READY已經(jīng)由0變到1了,無法再產(chǎn)生READY上升沿,。
2 關(guān)閉DMA與關(guān)閉McBSP的區(qū)別
在通信領(lǐng)域,為了充分利用DSP的片上外設資源,常常利用DMA把從串口來的數(shù)據(jù)或要發(fā)的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū),再處理,。對DMA而言,只要其在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針指向了中斷應發(fā)生的位置,就產(chǎn)生中斷。但此時最后一個數(shù)據(jù)只是進入了McBSP而并未真正發(fā)出去,所以在傳送結(jié)束的中斷程序中只能關(guān)閉DMA 不能關(guān)閉McBSP,。因為此時McBSP的發(fā)寄存器 DXR中還有一個字沒有發(fā)出,。
3 McBSP串口配置的關(guān)鍵時序
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CLKR/T時鐘以確保DSP內(nèi)部的同步。
(1)可以向DXR裝載數(shù)據(jù)或使能DMA,。
(2)使能GRST(GRST=1)(如果需要DSP內(nèi)部產(chǎn)生采樣時鐘),。
(3)使能RRST或XRST,注意此時要保證SPCR中僅有此一位發(fā)生改變。
(4)使能FRST(FRST=1)(如果需要DSP內(nèi)部產(chǎn)生幀同步),。
(5)等待2個R/T CLK時鐘周期后,收或發(fā)端便會有效,。
4 匯編語言" title="匯編語言">匯編語言程序中的變量
匯編語言程序中的公用變量應在文件中定義,如
.def carry。匯編語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asm文件中有兩個都沒有定義的同名變量,則編譯程序會認為他們不是同一變量,。在匯編程序" title="匯編程序">匯編程序的開頭應有.mmregs宏語句。它一方面表示對默認定義的確認(ah,，bh,，trn等),另一方面可以對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)送寄存器地址在23h
5 ST1寄存器中CPL位的影響
CPL位是編譯模式控制位,它表示在相對直接尋址時采用哪種指針,。當CPL=0時,使用頁指針DP;當CPL=1時,使用堆棧指針SP。實際使用中二者沒什么差別,但使用SP尋址的程序更易讀,。在程序中經(jīng)常使用CPL=1,。
6 指令的歧義
6.1 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 (√)
????前者實際執(zhí)行的是把bl內(nèi)容送入一個系統(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 (√)
????其他易導致歧義的語句還有:
??? 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 (×)
ANDM #0x107e,*AR4;把#107e加到寄存器AR4(√)
??????????????????????????????????????????????????????????????????????
僅對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AR2、AR3,、AR4,、AR5有效。
??? 易錯語句中對程序運行危害最大的是:
ST #0,，*(bsp0_out_sign)?? ,；bsp0_out_sign 是一個變量名(√)
??? STM #0，bsp0_out_sign ?? ,；此語句被編譯為STM #0,，PMST或STM #0，IMR? (×)
??? 這種語句會導致程序運行中的隨機故障,且極難發(fā)現(xiàn),。
6.2 流水沖突
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
????實際上,上段程序得不到AR4=to-dce-buff+AL? 的結(jié)果,。這是因為DSP一般采用深度為3~6級的流水結(jié)構(gòu),產(chǎn)生了無法解決的沖突,所以它不能被正確執(zhí)行。解決的辦法是在賦值和引用之間插入一條或幾條其他的指令,或NOP語句即可,。
7 匯編與C語言混合編程的關(guān)鍵問題
7.1 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,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_buff,，_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)過鏈接就可完成對應。
7.2 程序入口問題
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:-e? main_start;程序入口地址為main_start,。這樣,混合匯編出來的程序得不到正確結(jié)果。因為C到ASM的匯編有默認的入口c-int00,從這開始的一段程序為C程序的運行做準備工作,。這些工作包括初始化變量,、設置棧指針等,相當于系統(tǒng)殼不能跨越。這時可在*.cmd文件中去掉語句:-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,。
7.3 移位問題
在C語言中把變量設為char型時,它是8位的,但在DSP匯編中此變量仍被作為16位處理。所以會出現(xiàn)在C程序中的移位結(jié)果與匯編程序移位結(jié)果不同的問題,。解決的辦法是在C程序中,把移位結(jié)果再用0X00FF去“與”一下即可,。
7.4 堆棧問題
在匯編程序中對堆棧的依賴很小,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、保護臨時結(jié)果功能都是靠堆棧完成,。而C 編譯器無法檢查程序運行時堆棧能否溢出,。所以應盡量多給堆棧分配空間。C編譯器的默認大小為1KB,。在程序不正常跑飛時應注意檢查是否堆棧溢出,。
7.5 程序跑飛問題
編譯后的C程序跑飛一般是對不存在的存儲區(qū)訪問造成的。首先要查.MAP文件并與memery map圖對比,看是否超出范圍,。如果在有中斷的程序中跑飛,應重點查在中斷程序中是否對所用到的寄存器進行了壓棧保護,。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的寄存器并提供保護(在C程序的編譯中是不對A、B等寄存器進行保護的),。
8 命令文件的編寫
在編輯*.cmd文件時編譯連接器默認:page 0就是ROM區(qū),page 1就是RAM區(qū),。下列段必須放在ROM區(qū)。
.text? load=PROG PAGE 0?????;程序段
.const load=data PAGE 0???? ;常數(shù)段
.cinit? load=data PAGE 0????;初始化段
.switch load=data PAGE 0??? ;switch指令常數(shù)表
值得注意的是盡量不要用FILL選項,一旦進行填充會使生成的.out文件增大甚至超過內(nèi)部的存儲空間而無法Bootload,。
9 Bootload問題
一般都采用從EPROM引導,但通常很費腦筋,。下面介紹一下可為54X系列DSP內(nèi)部引導程序識別的EPROM存儲結(jié)構(gòu),如表1所示,。
?
?
假使已經(jīng)生成了*.out文件,生成時必須帶有芯片,此處為MS320VC5409,版本參數(shù)如:asm500 init_54x-v548)。
.hex文件與EPROM的存儲空間相對應,其生成的參數(shù)由.cmd文件決定,。下面以實例介紹.cmd文件中的參數(shù)編寫及意義,。?
cdpd.out????? ???? ;將cdpd.out 文件轉(zhuǎn)換成.hex文件
-SWWSR 7fffh?? ;將外部設備的等待時間設為7個等待狀態(tài)
-BSCR 0f800h ?? ? ;設置4K為一頁,頁面切換時插入1個等待狀態(tài)
-o cdpd.hex??? ? ? ;轉(zhuǎn)換成cdpd.hex文件
-i????????????? ?? ;intel格式
-boot????????????? ;把所有的程序塊裝入EPROM
-bootorg 8000h? ?? ;從EPROM存儲器的8000h處開始寫入程序內(nèi)容
-memwidth 8? ? ??? ;系統(tǒng)數(shù)據(jù)寬度轉(zhuǎn)為8位,以避免生成2個文件
??? -romwidth 8??? ? ? ;EPROM數(shù)據(jù)寬度為8位
??? -e 0840h????? ???? ;從0840h開始執(zhí)行程序??
??? -map wfcdpd.mxp?? ?;生成EPROM存儲器占用映射
這時生成的cdpd.hex可以直接寫入EPROM。需要說明320C5409的外部RAM范圍是從8000h～FFFFh,所以設首地址為8000h,。但是對C54X系列而言,其轉(zhuǎn)換有個BUG,即它總是不能在0XFFFF處寫入從外部EPROM存儲器裝載的開始地址,只好自己填入,。對本例而言在0XFFFE處寫0X80,在0XFFFF處寫0X00。
?
參考文獻
1 Texas Instruments Inc.TMS320C54X DSP Reference Set Volume 5:Enhanced peripherals
2 Texas Instruments Inc.TMS320C54X Assembly Language?Tools User＇s Guide
3 TMS320VC5409 Bootloader Technical Reference
4?Texas Instruments Inc.TMS320C54X DSP Reference Set Volume 1: CPU and Peripherals
5 Texas Instruments Inc. TMS320C6000 McBSP as a TDM?Highway