摘要：本文介紹了eXpressDSP軟件的關(guān)鍵組件TMS320 數(shù)字信號(hào)處理器算法標(biāo)準(zhǔn)。作為eXpressDSP軟

件關(guān)鍵組件的TMS320 數(shù)字信號(hào)處理器算法標(biāo)準(zhǔn)（XDAIS） 定義了一系列編程準(zhǔn)則和建議，標(biāo)準(zhǔn)化了算法和系統(tǒng)軟件的接口，使得算法使用者的系統(tǒng)集成任務(wù)大為減輕，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期相應(yīng)大為縮短；另一方面，由于有標(biāo)準(zhǔn)接口，算法提供商可以將自己的算法實(shí)現(xiàn)很好地封裝起來(lái)從而保護(hù)自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，接口標(biāo)準(zhǔn)又使得算法提供商有了更廣泛的客戶群。
　　Abstract: The paper introduces the two key components of eXpressDSP: TMS320 DSP a Standard & Reference Frameworks。 With a family of rules and guidelines, TMS320 DSP algorithm Standard, a。k。a。 XDAIS, decreases dramatically system integration pressure, shorten system R& D period, also provides algorithm vendors more secure encapsulation and more widely potential deployment。 

圖一 eXpressDSP 軟件及開(kāi)發(fā)工具

    隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今DSP的應(yīng)用開(kāi)發(fā)已發(fā)生了很大的改變。例如硬件技術(shù)的發(fā)展使得DSP在保持兼容性的同時(shí)使得性能不斷提高，功耗不斷下降，片上集成度大幅增加，并且這種趨勢(shì)并沒(méi)有減慢跡象；DSP應(yīng)用復(fù)雜度也在大幅提高，原先幾百行的匯編軟件程序已被幾十萬(wàn)行甚至百萬(wàn)行的C程序替代；市場(chǎng)的壓力要求新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短。這些因素使得開(kāi)發(fā)不再是一個(gè)人而是幾個(gè)人的團(tuán)隊(duì)合作，并要求軟件的結(jié)構(gòu)化，可移植性，可重用性都很強(qiáng)，都使得軟件已成為DSP方案中最為重要的一環(huán)， 一個(gè)開(kāi)發(fā)小組可能有80%的工程師是軟件人員，一個(gè)項(xiàng)目的成敗也往往由軟件實(shí)現(xiàn)的好壞決定。
　　德州儀器，作為業(yè)屆領(lǐng)先的數(shù)字信號(hào)處理器供應(yīng)商，提出了eXpressDSP的概念來(lái)應(yīng)對(duì)這些對(duì)DSP軟件的挑戰(zhàn)。圖一繪出了它的重點(diǎn)，eXpressDSP軟件及開(kāi)發(fā)工具。有了這些軟件和開(kāi)發(fā)工具，程序員將花更多的時(shí)間在革新的應(yīng)用上而不是重復(fù)的開(kāi)發(fā)和集成工作上。具體來(lái)講，eXpressDSP包括：集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（代碼 Composer Studio）；eXpressDSP軟件（SP/BIOS，TMS320 DSP算法標(biāo)準(zhǔn)，參考框架)；以及第三發(fā)合作伙伴網(wǎng)絡(luò)。本文主要介紹TMS320 DSP算法標(biāo)準(zhǔn)。
　　TMS320 DSP算法標(biāo)準(zhǔn)
　　TMS320 DSP算法標(biāo)準(zhǔn)也稱(chēng)XDAIS，在介紹具體的算法標(biāo)準(zhǔn)之前有必要在重新檢查一下圖一以理解TMS320 DSP算法標(biāo)準(zhǔn)/XDAIS (接下來(lái)的文章講不區(qū)分兩者)在eXpressDSP軟件結(jié)構(gòu)中的位置：參見(jiàn)圖一的右邊DSP目標(biāo)板，可以看到直接跟硬件接口的是DSP/BIOS，而最上層是客戶的應(yīng)用程序。算法既不直接訪問(wèn)DSP/BIOS也不直接被客戶應(yīng)用程序調(diào)用，而是通過(guò)一個(gè)框架（在這里是參考框架Reference Frameworks）與它們打交道。XDAIS就是用于隔離框架和算法，位于它們之間。從根本上講，標(biāo)準(zhǔn)的核心專(zhuān)注于將DSP資源的管理從算法本身抽象出來(lái)。這些資源包括存儲(chǔ)器的使用和分配，并伴隨著輸入輸出的控制比如DMA通道的使用。也有可能是關(guān)鍵控制寄存器的使用。
　　下面我們具體看一下。
　　具體定義：準(zhǔn)則和建議
　　TMS320 DSP算法標(biāo)準(zhǔn)有一系列準(zhǔn)則（共44條）和建議（共16條），分為以下五部分（具體準(zhǔn)則和建議請(qǐng)參考文獻(xiàn)[1]）：
　　1。通用編程規(guī)范，包括準(zhǔn)則1-6和建議1-2。 該部分適用于所有DSP上任何應(yīng)用的算法。
　　2。算法模塊規(guī)范，包括準(zhǔn)則7-18和建議3-5。為了讓不同的算法在不修改源代碼的前提下可以集成到同一個(gè)應(yīng)用，該部分要求充分使用面向?qū)ο蠛突诮M件的編程思想，規(guī)范包括命名約定，統(tǒng)一的算法初始化方式和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器管理機(jī)制。該部分規(guī)范認(rèn)為XDAIS應(yīng)用的基礎(chǔ)組件是模塊，XDAIS算法就是那些實(shí)現(xiàn)了抽象接口IALG的模塊。IALG將DSP存儲(chǔ)器管理從算法中抽象出來(lái)。算法必須實(shí)現(xiàn)IALG接口，框架通過(guò)IALG來(lái)了解并分配算法對(duì)存儲(chǔ)器的需求。該部分規(guī)范應(yīng)用于所有XDAIS算法。
　　3。算法性能描述規(guī)范，包括準(zhǔn)則19-24和建議6-10。標(biāo)準(zhǔn)兼容的算法只會(huì)消耗MIPS和存儲(chǔ)器。所有I/O, 外設(shè)控制, 設(shè)備管理和調(diào)度都是由應(yīng)用程序完成。因此，算法有必要描述數(shù)據(jù)空間需求和最壞執(zhí)行時(shí)間。另外，如 果CPU處于中斷禁止?fàn)顟B(tài)，調(diào)度不可能拿到CPU控制權(quán)，所以算法也需要盡量減少中斷禁止時(shí)間，并告知最壞情形。該部分規(guī)范同樣應(yīng)用于所有XDAIS算法。
　　4。特定DSP規(guī)范，包括準(zhǔn)則25-34和建議11-15。由于算法經(jīng)常會(huì)用匯編完成以充分發(fā)揮DSP的性能，這就往往意味著算法對(duì)DSP的狀態(tài)會(huì)有特殊的要求，該部分規(guī)范則針對(duì)此種情況。
　　5。DMA資源使用規(guī)范，包括IDMA準(zhǔn)則1-6和IDMA建議1。該部分規(guī)范是針對(duì)準(zhǔn)則6關(guān)于DMA的應(yīng)用。由于算法被要求為單純的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，沒(méi)有權(quán)力訪問(wèn)和使用片上外設(shè)包括DMA，而是由框架來(lái)控制DMA的運(yùn)行。為了讓算法可以間接使用DMA資源，XDAIS將算法對(duì)DMA的管理需求也抽像成一個(gè)接口IDMA，類(lèi)似與IALG。框架通過(guò)調(diào)用IDMA接口函數(shù)來(lái)了解算法對(duì)DMA資源的需求；另一方面，算法如果需要知道DMA運(yùn)行情況，也可以調(diào)用框架實(shí)現(xiàn)的ACPY。
　　對(duì)誰(shuí)需要
　　XDAIS通過(guò)一系列編程準(zhǔn)則和建議，標(biāo)準(zhǔn)化了算法和系統(tǒng)框架軟件的接口，使得算法使用者的系統(tǒng)集成任務(wù)大為減輕，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期相應(yīng)大為縮短；另一方面，由于有標(biāo)準(zhǔn)接口，算法提供商可以將自己的算法實(shí)現(xiàn)很好地封裝起來(lái)

從而保護(hù)自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，接口標(biāo)準(zhǔn)又使得算法提供商有了更廣泛的客戶群。同時(shí)，XDAIS貫穿著結(jié)構(gòu)化編程的思想，提高了程序的重復(fù)利用性，對(duì)算法的開(kāi)發(fā)者和使用者都有益處。實(shí)際上，TI在開(kāi)始制定XDAIS時(shí)充分征詢了客戶和第三方算法開(kāi)發(fā)者的意見(jiàn)并貫徹到規(guī)范中去，這也使得標(biāo)準(zhǔn)跟符合DSP軟件開(kāi)發(fā)的需求。
　　這些已從第三方算法開(kāi)發(fā)商的熱烈支持可以看出，到目前為止已有超過(guò)90家第三方600多個(gè)算法經(jīng)過(guò)了XDAIS的認(rèn)證，可以在他們的產(chǎn)品中使用圖二這個(gè)標(biāo)識(shí)。

圖二 eXpressDSP 認(rèn)證標(biāo)志

如何開(kāi)始
　　一個(gè)是使用CCS中的TMS320 DSP Algorithm Standard Developers Kit。這個(gè)套件里包含所有開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)算法或使用標(biāo)準(zhǔn)算法需要的內(nèi)容，對(duì)系統(tǒng)集成人員，應(yīng)用程序編寫(xiě)者或算法生產(chǎn)者都有用。它包含一系列文檔，例子。
　　另一個(gè)是參考框架，一個(gè)完備的基于DSP/BIOS 和XDAIS的實(shí)例程序。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] TMS320 DSP Algorithm Standard Rules and Guidelines， spru352.pdf