摘? 要: 對(duì)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(cuò)誤作了列舉分析,對(duì)Bootload編程的疑難點(diǎn)做出了實(shí)例解釋。

　　關(guān)鍵詞: 匯編指令的歧義? Bootload? Bug? McBSP? Multi-Frame

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　　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公司的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。當(dāng)程序調(diào)不通不知該從何處下手時(shí),此文也許會(huì)有所幫助。這些關(guān)鍵點(diǎn)有些是TMS320C5409所獨(dú)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(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多幀方式進(jìn)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(shí)卻有一些問題要討論。首先DMA的傳輸同步事件應(yīng)設(shè)為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" title="上升沿">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)有許多人遇到此類問題)。這是因?yàn)闊o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。如先打開McBSP的發(fā)送后打開DMA,也是不會(huì)工作的。因?yàn)镸cBSP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(shè)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(duì)DMA而言,只要其在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針指向了中斷應(yīng)發(fā)生的位置,就產(chǎn)生中斷。但此時(shí)最后一個(gè)數(shù)據(jù)只是進(jìn)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?yàn)榇藭r(shí)McBSP的發(fā)寄存器 DXR中還有一個(gè)字沒有發(fā)出。

3 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。

　　(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(shí)鐘)。

　　(3)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。

　　(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(gè)R/T CLK時(shí)鐘周期后,收或發(fā)端便會(huì)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(yīng)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(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(yīng)有.mmregs宏語句。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(duì)直接尋址時(shí)采用哪種指針。當(dāng)CPL=0時(shí),使用頁指針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(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(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　?? ；此語句被編譯為STM #0，PMST或STM #0，IMR? (×)

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

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(shí)際上,上段程序得不到AR4=to-dce-buff+AL? 的結(jié)果。這是因?yàn)镈SP一般采用深度為3~6級(jí)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(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_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(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)過鏈接就可完成對(duì)應(yīng)。

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?yàn)镃到ASM的匯編有默認(rèn)的入口c-int00,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)殼不能跨越。這時(shí)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(shè)為char型時(shí),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(huì)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(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 編譯器無法檢查程序運(yùn)行時(shí)堆棧能否溢出。所以應(yīng)盡量多給堆棧分配空間。C編譯器的默認(rèn)大小為1KB。在程序不正常跑飛時(shí)應(yīng)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(duì)不存在的存儲(chǔ)區(qū)訪問造成的。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)。

8 命令文件的編寫

　　在編輯*.cmd文件時(shí)編譯連接器默認(rèn):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(xiàng),一旦進(jìn)行填充會(huì)使生成的.out文件增大甚至超過內(nèi)部的存儲(chǔ)空間而無法Bootload。

9 Bootload問題

　　一般都采用從EPROM引導(dǎo),但通常很費(fèi)腦筋。下面介紹一下可為54X系列DSP內(nèi)部引導(dǎo)程序識(shí)別的EPROM存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),如表1所示。

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　　假使已經(jīng)生成了*.out文件,生成時(shí)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(chǔ)空間相對(duì)應(yīng),其生成的參數(shù)由.cmd文件決定。下面以實(shí)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(shè)備的等待時(shí)間設(shè)為7個(gè)等待狀態(tài)

　　-BSCR 0f800h　?? ? ;設(shè)置4K為一頁,頁面切換時(shí)插入1個(gè)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(chǔ)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(gè)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(chǔ)器占用映射

　　這時(shí)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(shè)首地址為8000h。但是對(duì)C54X系列而言,其轉(zhuǎn)換有個(gè)BUG,即它總是不能在0XFFFF處寫入從外部EPROM存儲(chǔ)器裝載的開始地址,只好自己填入。對(duì)本例而言在0XFFFE處寫0X80,在0XFFFF處寫0X00。

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參考文獻(xiàn)

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