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。
關鍵詞: 匯編指令的歧義? Bootload? Bug? McBSP? Multi-Frame
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DSP芯片憑其優異的性能在高速計算領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。當程序調不通不知該從何處下手時,此文也許會有所幫助。這些關鍵點有些是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,一個突發之后,程序必須為下一個突發作準備。因此一般采用串口的DMA多幀方式進行發送,在中斷處理程序中或停止發送或加載數據。但在串口以DMA方式傳輸數據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,這樣一字節傳輸后會自動準備另一字節(McBSP的READY上升沿" title="上升沿">上升沿觸發DMA傳輸)。中斷發生時意味著一個塊已傳完,這時DMA 的使能自動關閉,McBSP的READY將一直保持高狀態。但是在下一次突發傳輸直接使能DMA時卻啟動不了傳輸(相信會有許多人遇到此類問題)。這是因為無法產生McBSP觸發啟動所需的READY上升沿。解決辦法是在中斷程序中先關閉McBSP的發送,使READY=0,隨后在程序中發送使能DMA,再打開McBSP的發送即可。如先打開McBSP的發送后打開DMA,也是不會工作的。因為McBSP的READY已經由0變到1了,無法再產生READY上升沿。
2 關閉DMA與關閉McBSP的區別
在通信領域,為了充分利用DSP的片上外設資源,常常利用DMA把從串口來的數據或要發的數據放入緩沖區,再處理。對DMA而言,只要其在數據緩沖區的指針指向了中斷應發生的位置,就產生中斷。但此時最后一個數據只是進入了McBSP而并未真正發出去,所以在傳送結束的中斷程序中只能關閉DMA 不能關閉McBSP。因為此時McBSP的發寄存器 DXR中還有一個字沒有發出。
3 McBSP串口配置的關鍵時序
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內部的同步。
(1)可以向DXR裝載數據或使能DMA。
(2)使能GRST(GRST=1)(如果需要DSP內部產生采樣時鐘)。
(3)使能RRST或XRST,注意此時要保證SPCR中僅有此一位發生改變。
(4)使能FRST(FRST=1)(如果需要DSP內部產生幀同步)。
(5)等待2個R/T CLK時鐘周期后,收或發端便會有效。
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內容送入寄存器AR4 (×)
STLM B,*AR4? ;把bl內容送入寄存器AR4 (√)
????前者實際執行的是把bl內容送入一個系統用的緩沖區,后者也可用:
????MVDM BL,AR4 ;把bl內容送入寄存器AR4 (√)
????其他易導致歧義的語句還有:
??? LD? AR5,A ? ;把AR5的內容送入寄存器A (×)
??? LDM AR5,A ? ;把AR5的內容送入寄存器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為地址的內容拷入AR3的地址中此類指令用作數據塊搬移特別有效,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,且極難發現。
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? 的結果。這是因為DSP一般采用深度為3~6級的流水結構,產生了無法解決的沖突,所以它不能被正確執行。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發向PC機的數據
???? int to_dte_num；? //緩沖區中存放的有效字節數
???? int to_dte_store；?? //緩沖區的存放指針
???? int to_dte_read； ????????????????????????? //緩沖區的讀取指針
這樣經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。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,相當于系統殼不能跨越。這時可在*.cmd文件中去掉語句:-e main_start。如仍想執行某些匯編程序,可以C函數的形式執行,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結尾(作為可調用的函數)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。所以會出現在C程序中的移位結果與匯編程序移位結果不同的問題。解決的辦法是在C程序中,把移位結果再用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、傳遞函數變量、保存函數返回地址、保護臨時結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,page 1就是RAM區。下列段必須放在ROM區。
.text? load=PROG PAGE 0?????;程序段
.const load=data PAGE 0???? ;常數段
.cinit? load=data PAGE 0????;初始化段
.switch load=data PAGE 0??? ;switch指令常數表
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內部引導程序識別的EPROM存儲結構,如表1所示。
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假使已經生成了*.out文件,生成時必須帶有芯片,此處為MS320VC5409,版本參數如:asm500 init_54x-v548)。
.hex文件與EPROM的存儲空間相對應,其生成的參數由.cmd文件決定。下面以實例介紹.cmd文件中的參數編寫及意義。?
cdpd.out????? ???? ;將cdpd.out 文件轉換成.hex文件
-SWWSR 7fffh?? ;將外部設備的等待時間設為7個等待狀態
-BSCR 0f800h ?? ? ;設置4K為一頁,頁面切換時插入1個等待狀態
-o cdpd.hex??? ? ? ;轉換成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處開始寫入程序內容
-memwidth 8? ? ??? ;系統數據寬度轉為8位,以避免生成2個文件
??? -romwidth 8??? ? ? ;EPROM數據寬度為8位
??? -e 0840h????? ???? ;從0840h開始執行程序??
??? -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。
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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