DSP编程基础教材
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实验二 DSP汇编语言编程基础一、 实验目的1、了解DSP的寻址方式;2、了解DSP的汇编语言与C语言混合编程。
二、 实验器材1、安装有CCS的PC机一台;三、 实验内容1、建立一个工程;2、用汇编语言编程实现一个可被C程序调用的例程。
四、 实验步骤1、汇编语言和C语言混合编程:(1) 运行CCS,建立一个工程,取名exp2a,并保存到c:\ti\myprojects\xxx\Experiment2\目录下。
(2) 编辑如下C文件,取名exp2a.c并保存到c:\ti\myprojects\xxx\Experiment2\exp2a\目录。
/* Assembly routine */extern int sum(int *);/* define x[] as global array */int x[2]={0x1234,0x4321};/* define result s as global variable */int s;void main(){s = sum (x); /* return sum product */}(3) 编辑如下汇编文件,取名exp2_sum.asm并保存到c:\ti\myprojects\xxx\Experiment2\exp2a\目录。
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** exp2_sum.asm SUM subroutine* called by exp2a.c* Input: Array pointer* Output: Return sum result in T0* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *.global _sum_summov *AR0+,AC0 ; AC0 = x[1]add *AR0+,AC0 ; AC0 = x[1]+x[2]mov AC0,T0ret ; Return T0.end(4) 编辑如下链接命令文件,取名link.cmd并保存到c:\ti\myprojects\xxx\Experiment2\exp2a\目录。
DSP入门教程DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)是一门与数字信号进行各种处理的技术与领域。
在现代科技的发展中,DSP扮演着非常重要的角色,它在通信、图像处理、音频处理、雷达系统等各个领域都有广泛的应用。
本文将为大家介绍DSP的基本概念和入门知识,并推荐一些经典的学习教材。
首先,DSP的基本原理是将信号转换为数字形式,然后利用计算机算法对数字信号进行处理。
数字信号是连续时间信号的离散化,可以通过采样和量化将连续时间信号转换为数字形式。
然后,通过各种算法对数字信号进行滤波、变换、压缩等处理,最后再将数字信号转换为模拟信号输出。
为了更好地理解DSP的原理和算法,有一些经典的教材是非常推荐的。
以下是一些经典的DSP学习教材:1.《数字信号处理(第四版)》这本教材是DSP领域里的权威之作,被广泛认为是DSP的入门经典。
书中介绍了数字信号处理的基本概念和原理,并涵盖了滤波、变换、解调等常见的DSP算法。
2.《信号与系统:连续与离散时间的综合》这本书是DSP的前身,信号与系统的经典教材之一、书中介绍了连续时间信号和离散时间信号的基本概念和特性,以及各种信号处理方法与算法。
3.《数字信号处理:实用解决方案》这本书是一本非常实践的DSP教材,通俗易懂地介绍了数字信号处理的基本理论和应用。
书中还提供了大量的MATLAB实验和示例代码,非常适合初学者上手和实践。
4.《数字信号处理和滤波》这本书介绍了数字信号处理和滤波的基本概念和原理,并通过实验和示例演示了各种滤波方法的应用。
书中的内容结构清晰,适合初学者系统地学习和理解DSP。
此外,如果你喜欢在线学习,一些在线学习平台也提供了优质的DSP 课程,如Coursera、edX、Udemy等。
这些平台上的DSP课程涵盖了从入门到高级的知识内容,配有视频讲解和练习项目,非常适合自学和深入学习。
总结起来,DSP是一门应用广泛的技术与领域,学习DSP需要掌握信号采样与量化、滤波、变换等基本概念和算法。
给DSP初学者的一点建议和教材推荐自己从事DSP开发也有6-7个年头了,自己也总结了一些经验,今天可以和大家一起分享一下,互相学习,特别需要说明的是,以下所说的都是个人自己的看法,仅供参考,毕竟每个人的条件不一样,包括经济条件,学习能力和专业基础,以及智商水平等等,所以建议大家选择适合自己的经验和教材。
首先,我觉得初级者应该边看书边实践,可以从最简单的软件编程学起,先写最简单的C程序,然后SIMULATOR,接下来学习汇编,用你所学习的系列的汇编指令写代码(注意,不同公司的DSP甚至相同公司的DSP不同系列指令系统和开发流程有些不一样),一切都可以从简到难,再接下来,应该开始学写C和汇编混合编程,主义C调汇编和汇编调C之间的参数传递过程。
可以通过单步跟踪调试和学习,这样整个的软件流程就清楚了。
第二,simulator掌握了之后,有能力的可以买块板和仿真器,现在TI系列的板子和仿真器很便宜,适合学生入门,ADI的太贵,单仿真器都要好几千。
不建议使用。
有了硬件环境后,可以学习写配置文件(linker文件,学习bios以及bootloader等等)。
然后在板子上跑以前的simulator 跑的工程或者新写的代码。
注意有中断的情况,已经中断嵌套等等,可以通过单步跟踪调试和学习,此时要注意有中断的情况,单步跟踪可能有意外的情况。
第三,如果没有条件,但自己又想学硬件或者想从事硬件相关的,可以自己设计一个板子,可以从最简单的开始,这样一步一步的,基础就将打的很牢靠了,最开始可以画一个最小系统的就行,选一个最便宜的芯片,用作学习而已嘛!最后给推荐以下基本觉得还算可以的教材、在入门时教材的选择也很重要。
特别是现在的书五花八门的,而且很大一部分书都是为了嫌书稿费而出的。
写的水平很差,甚至出书作者没有过任何的DSP经验和基础,而是从这里抄一点,那里拷贝一点,这样的书太多,本人不敢恭维。
甚至有些书还是某某院士所推荐的或者所写的,其实这些出书的初级者水平都不能达到。
DSP原理与应用的书籍1.《数字信号处理》•作者:Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer, John R. Buck•出版社:电子工业出版社•出版时间:2017年该书是经典的数字信号处理教材,已经成为该领域的标准教材。
书中详细介绍了数字信号处理的基础原理和相关应用。
内容包括离散时间信号和离散时间系统、Z变换与离散时间傅里叶变换、数字滤波器设计等主题。
2.《数字信号处理教程》•作者:陈鲁班、周晓明•出版社:高等教育出版社•出版时间:2020年该教材是面向工程应用的一本数字信号处理入门教程。
书中系统地介绍了数字信号的基本概念、数字信号处理系统、离散时间信号的表达与分析、离散时间系统的特性与响应等内容。
通过丰富的实例和应用案例,读者可以深入了解数字信号处理的基本原理和应用技巧。
3.《现代数字信号处理》•作者:Roberto Cristi•出版社:中国电力出版社•出版时间:2014年该书是针对数字信号处理专业学生和工程师编写的教材。
书中介绍了数字信号处理的主要概念、基本原理和基本技术。
内容包括离散时间信号和系统、频率分析、数字滤波器设计、信号重构等。
该书突出了基于MATLAB的实践应用,并提供了大量的MATLAB代码作为辅助教学工具。
4.《数字信号处理理论与MATLAB实现》•作者:Dingyi Fang•出版社:清华大学出版社•出版时间:2012年该书是一本理论与实践相结合的数字信号处理教材。
书中详细介绍了数字信号处理的基本概念、主要原理和常用方法。
内容包括时域信号分析、信号采样与重采样、数字滤波器设计、频域分析与频谱估计等。
书中还附带了大量的MATLAB代码示例,有助于读者深入理解和应用。
5.《数字信号处理实验教程》•作者:丁永康•出版社:高等教育出版社•出版时间:2019年该教材是面向数字信号处理实验教学的一本指导教程。
书中结合实际的数字信号处理实验,详细介绍了离散时间信号的分析与处理、滤波器设计与实现、频谱分析与频谱估计等内容。
DSP编程的几个关键问题摘要:对DSP串口的DMA传输方式使用中可能遇到的疑难问题、汇编指令歧义及C语言混合编程容易犯的错误作了列举分析,对Bootload编程的疑难点做出了实例解释。
关键词:汇编指令的歧义 Bootload Bug McBSP Multi-FrameDSP芯片凭其优异的性能在高速计算领域有着巨大的应用前景。
但其应用所涉及的知识非常庞杂。
本文以TI公司320C54X系列为蓝本进行提纯,所有认识都是笔者在实际工作中亲手实践所得。
当程序调不通不知该从何处下手时,此文也许会有所帮助。
这些关键点有些是TMS320C5409所触有而有些是与DSP 所共有的。
1 McBSP(Multichannel Buffered Serial Port)串口利用DMA中的多帧(Multi-Frame)方式通信的中断处理在实际通信应用中,一个突发之后,程序必须为下一个突发作准备。
因此一般采用串口的DMA多帧方式但在串口以DMA方式传输数据时却有一些问题要讨论。
首先DMA的传输同步事件应设McBSP的传输事件即XEVT,这样一字节传输后会自动准备另一字节(McBSP的READY上升沿触发DMA传输)。
中断发生时意味着一个块已传完,这时DMA的使能自动关闭,McBSP的READY将一直保持高状态。
但是在下一次突发传输直接使能DMA时却启动不了传输(相信会有许多我遇到此类问题)。
这是因为无法产生McBSP触发启动所需的READY上升沿。
解决办法是在中断程序中先关闭McBSP的发送,使READ Y=0,随后在程序中发送使能DMA,再打开McBSP的发送即可。
如先打开McBSP的发送后打开DMA,也是不会工作的。
因为McBSP的READY已经由0变到1了,无法再产生READY上升沿。
2 关闭DMA与关闭McBSP的区别在通信领域,为了充分利用DSP的片上外设资源,常常利用DMA把从串口来的数据或要发的数据放入缓冲区,再处理。
对DMA而言,只要其在数据缓冲区的指针指向了中断应发生的位置,就产生中断。
但此时最后一个数据只是进入了McBSP而并未真正发出去,所以在传送结束的中断程序中只能关闭DMA 不能关闭McBSP。
因为此时McBSP的发寄存器DXR中还有一个字没有发出。
3 McBSP串口配置的关键时序主要是寄存器SPCR2的配置:在保持RRST、XRST、FRST各位为0的前提下,配置好其它串口控制寄存器。
等待至少2个CLKR/T时钟以确保DSP内部的同步。
(1)可以向DXR装载数据或使能DMA。
(2)使能GRST(GRST=1)(如果需要DSP内部产生采样时钟)。
(3)使能RRST或XRST,注意此时要保证SPCR中仅有此一位发生改变。
(4)使能FRST(FRST=1)(如果需要DSP内部产生帧同步)。
(5)等待2个R/T CLK时钟周期后,收或发端便会有效。
4 汇编语言程序中的变量汇编语言程序中的公用变量应在文件中定义,如.def carry。
汇编语言程序中使用的局部变量不需定义,可直接声明,例如trn_num .word 00h。
如果在两个asm文件中有两个都没有定义的同名变量,则编译程序会认为分他们不是同一变量。
在汇编程序的开头应有.mmregs宏语句。
它一方面表示对默认定义的确认(a h,bh,trn等),另一方面可以对所用寄存器重新定义。
如:.mmregsDMPREC .set 54h ;定义DMA优先和使能寄存器地址在54hDMSA .set 55hDMSDN .set 57hDXR10 .set 23h ;定义串口1的发送寄存器地睛在23h5 ST1寄存器中CPL位的影响CPL位是编译模式控制位,它表示在相对直接寻址时采用哪种指针。
当CPL=0时,使用页指针DP;当CPL=1时,使用堆栈指针SP。
实际使用中二者没有什么差别,但使用SP寻址的程序更易读。
在程序中经常使用CPL=1。
6 指令的歧义6.1 比较下面指令STLM B,AR4 ;把bl内容送入寄存器AR4 (×)STLM B,*AR4 ;把bl内容送入寄存器AR4 (√)前者实际执行的是把bl内容送入一个系统用的缓冲区,后者也可用:MVDM BL,AR4 ;把bl内容送入寄存器AR4 (√)其他易导致歧义的语句还有:LD AR5,A ;把AR5的内容送入寄存器A (×)LDM AR5,A ;把AR5的内容送入寄存器A (√)ANDM #0x107e,AR4;把#107e加到寄存器AR4 (×)ANDN #0x107e,*AR4;把#107e加到寄存器AR4 (√)仅对某些寄存器有效的指令:MVDD * AR2+,*AR3+ ;把以AR2为地址的内容拷入AR3的地址中此类指令用作数据块搬移特别有效,但仅对AR2、AR3、AR4、AR5有效。
易错语句中对程序运行危害最大的是:ST #0,*(bsp0_out_sign);bsp0_out_sign是一个变量名(√)STM #0,bsp0_out_sign ;此语句被编译为STM #0,PMST或STM #0,IMR (×)这种语句会导致程序运行中的随机故障,且极难发现。
6.2 流水冲突分析以下程序:STM to_dce_buff,AR4LDM AR4,BADD A,B ;B=AR4+ALMVDM BL,AR4 ;AR4=to-dce-buff+AL实际上,上段程序得不到AR4=to-dce-buff+AL的结果。
这是因为DSP一般采用深度为3~6级的流水结构,产生了无法解决的冲突,所以它不能被正确执行。
解决的办法是在赋值和引用之间插入一条或几条其他的指令,或NOP语句即可。
7 汇编与C语言混合编程的关键问题7.1 C程序变量与汇编程序变量的共用为了使程序更易于接口和维护,可以在汇编程序中引用与C程序共享的变量:.ref_to_dce_num,_to_dte_num,_to_dce_buff,_to_dte_buff在汇编程序中引用而在C程序可直接定义的变量:unsigned char to_dte_buff[BUFF_SIZE]; //DSP发向PC机的数据int to_dte_num; //缓冲区中存放的有效字节数int to_dte_store://缓冲区的存放指针int to_dte_read; //缓冲区的读取指针这样经过链接就可完成对应。
7.2 程序入口问题在C程序中,程序的入口是main()函数。
而在汇编程序中其入口由*.cmd文件中的命令决定,如:-emain_start;程序入口地址为main_start。
这样,混合汇编出来的程序得不到正确结果。
因为C到ASM的汇编有默认的入口c-int00,从这开始的一段程序为C程序的运行做准备工作。
这些工作包括初始化变量、设置栈指针等,相当于系统壳不能耐跨越。
这时可在*.cmd文件中去掉语句:-e main_start。
如仍想执行某些汇编程序,可以C函数的形式执行,如:main_start();//其中含有其他汇编程序但前提是在汇编程序中把_main_start作为首地址,程序以rete结尾(作为可调用的函数)的程序段,并在汇编程序中引用_main_start,即.ref _main_start。
7.3 移位问题在C语言中把变量设为char型时,它是8位的,但在DSP汇编中此变量仍被作为16位处理。
所以会出现在C程序中的移位结果与汇编程序移位结果不同的问题。
解决的办法是在C程序中,把移位结果再用0X00FF去“与”一下即可。
7.4 堆栈问题在汇编程序中对堆栈的依赖很小,但在C程序中分配局部变量、变量初始化、传递函数变量、保存函数返回地址、保护临时结果功能都是靠堆栈完成。
而C编译器无法检查程序运行时堆栈能否溢出。
所以应尽量多给堆栈分配空间。
C编译器的默认大小为1KB。
在程序不正常跑飞时应注意检查是否堆栈溢出。
7.5 程序跑飞问题编译后的C程序跑飞一般是对不存在的存储区访问造成的。
首先要查.MAP文件并与memery map图对比,看是否超出范围。
如果在有中断的程序中跑飞,应重点查在中断程序中是否对所用到的寄存器进行了压栈保护。
如果在中断程序中调用了C程序,则要查汇编后的C程序中是否用到了没有被保护的寄存器并提供保护(在C程序的编译中是不对A、B等寄存器进行保护的)。
8 命令文件的编写在编辑*.cmd文件时编译连接器默认:page 0就是ROM区,page 1就是RAM区。
下列段必须放在ROM区。
.text load=PROG PAGE 0 ;程序段.const load=data PAGE 0 ;常数段.cinit load=data PAGE 0 ;初始化段.switch load=data PAGE 0 ;switch指令常数表值得注意的是尽量不要用FILL选项,一旦进行填充会使生成的.out文件增大甚至超过内部的存储空间而无法Bootload。
9 BOOtload问题一般都采用从EPROM引导,但通常很费脑筋。
下面介绍一下可为54X系列DSP内部引导程序识别的EPROM存储结构,如表1所示。
表1EPROM内容地址08AAh或10AAhSWWSR(等待状态产生寄存器)值16BSCR(页切换控制寄存器)值16人口点XPC(外部存储器映射寄存器)值7人口点PC(程序地址寄存器)值16第一块的大小16第一块的人口点XPC(外部存储器映射寄存器)值7第一块的人口点PC(程序地址寄存器)值16代码(1)16……代码(N)16最后一块的大小16最后一块的人口点XPC(外部存储器映射寄存器)值7最后一块的人口点PC(程序地址寄存器)值16代码(1)16……代码(N)160000h(标志引导表结束)………………EPROM的启始地址(如8000h)首地址FFFFh假使已经生成了*.out文件,生成时必须带有芯片,此处为MS320VC5409,版本参数如:asm500 ini t_54x-v548)。
.hex文件与EPROM的存储空间相对应,其生成的参数由.cmd文件决定。
下面以实例介绍.cmd文件中的参数编写及意义。
cdpd.out ;将cdpd.out文件转换成.hex文件SWWSR 7fffh ;将外部设备的等待时间设为7个等待状态-BSCR 0f800h ;设置4K为一页,页面切换时插入1个等待状态-o cdpd.hex ;转换成cdpd.hex文件-i ;intel格式-boot ;把所有的程序块装入EPROM-bootorg 8000h ;从EPROM存储器的8000h处开始写入程序内容-memwidth 8 ;系统数据宽度转为8位,以避免生成2个文件-romwidth 8 ;EPROM数据宽度为8位-e 0840h ;从8040h开始执行程序-map wfcdpd.mxp ;生成EPROM存储器占用映射这时生成的cdpd.hex可以直接写入EPROM。