第四章第三部分(DSP第八讲)

2. DSP/BIOS组成
抢先式多任务内核 DSP/BIOS配置工具 DSP/BIOS实时分析工具 DSP/BIOS的API函数（参见DSP BIOS模块的
API函数.doc）
2.1 DSP/BIOS配置工具
2.1.1 系统基础模块（system）
定义目标系统的全局类属性、系统内存映射、中断向量 表以及片上定时器进行编程，也可以对内存进行动态的 分配和释放，包含以下3部分： 全局设置（GBL）：可以设置许多有关整个目标DSP系 统的参数，并且直接影响应用程序的代码效率和大小。 存储器管理（MEM）：提供了对DSP目标系统的存储器 管理。等效于一个可视化的CMD编辑工具，DSP/BIOS 的配置工具会自动生成工程文件连接时使用的CMD文件， 这个文件确定了数据、程序、堆栈存放的地址（注意， 与此对应的CMD文件是生成的所以手动更改无效）。 系统服务管理（SYS）：管理多种系统服务，提供一系 列标准的，类似于标准C运行时库函数系统服务，如系 统错误、系统中止等。
0.2 实时系统 定义： 一个系统的输出时刻如果是至关重要的， 这个系统就是实时系统。实时系统的输出 和输入的延迟必须小到可以接受的范围。 最大特点： 任务要按时完成；deadline； 由于大多数实时系统是嵌入式，所以又常 常称为嵌入式实时系统.
0.3 实时操作系统
历史 1981. VRTX3280年代末 PSOS90年 代中Vxwork,WinCE,QNX基于Linux的 RTOS 特点： 必须至少有一个中断，其服务能保证在一 个给定的时间内完成，而不论是否发生其 他事情。
（4）、 后台循环管理（IDL）：
优先级最低的线程，用于后台任务执行。
2.1.4 线程调度类模块（Synchronization） 2.1.5 输入输出类模块（Input/Output）
2.2 DSP/BIOS分析工具
2.2.1 面板控制
实时跟踪选项 面板控制使能
2.2.2 内核/模块查看
0.4 通用OS和RTOS的比较
RTOS与其他操作系统不同的一个特征是：它们必须至少有 一个中断，其服务能保证在一个给定的时间内完成，而不论 是否发生其他事情。 RTOS具有嵌入式软件共有的可裁剪、低资源占用、低功耗 等特点 通用OS注重多个任务的平均表现性能，不注重个体表现性能。 实时操作系统注重的是个体表现，更准确地讲是个体最坏情 况表现。 通用OS的基本设计原则是：尽量缩短系统的平均响应时间并 提高系统的吞吐率，在单位时间内为尽可能多的用户请求提 供服务。 实时操作系统所遵循的最重要的设计原则是：采用各种算法 和策略，始终保证系统行为的可预测性(predictability)。
实时操作系统---RTOS
RTOS称为实时多任务操作系统(Real-Time Operating System)，是嵌入式应用软件的基础 和开发平台，它是一段嵌入在目标代码中的软 件，用户的其它应用程序都建立在RTOS之上。 RTOS还是一个可靠性和可信性很高的实时内核， 将CPU时间、中断、I/O和定时器等资源都包装起 来，留给用户一个标准的API接口，并能根据各个 任务的优先级，合理地在不同任务之间分配CPU 时间。
观察当前配置及目标 板上运行DSP/BIOS 模块的状态 针对某项应用情况
2.2.3 CPU负荷图
2.2.4 程序模块执行状态图
多任务运行分配图（设断点使用animate观察）
RTOS的优点
RTOS是针对不同处理器优化设计的高效率实时 多任务内核。据专家预测，在优秀RTOS上跨处理 器平台的程序移植只需要修改1％--5％的内容。 它的引入解决了嵌入式软件开发标准化的难题。 基于RTOS开发出来的程序具有较高的可移植性， 引入RTOS相当于引入了一个新的管理模式，可减 少重复劳动，提高知识创新效率。 在RTOS基础上可以编写各种硬件驱动程序、专家 库函数、行业库函数以及产品库函数，然后可以 和通用性的应用程序一起形成产品，促进行业内 的知识产权交流。
SECTIONS命令
SECTIONS命令用于将输出各段定位到所定义的存储器。一 般形式为 SECTIONS { name: [property, property, …] name: [property, property, …] … }
在段名之后是是特性列表，定义段的内容以及是怎样分配的。 段的特性(property)是装载位置、运行位置、输入段、段类型 等。通常的特性符号“>”表示输出段装载位置。
DSP技术的发展与应用
第九周 第8讲
电气系 李静
第 4章
DSP的开发环境与工具
（第三部分）
DSP软件开发流程图
4.2 CMD内存定位文件的使用
• CMD主要是根据DSP（如TMS320C5402）存储器的地址范围 来编的。 • CMD 是用来分配rom和ram空间用的,告诉链接程序怎样计 算地址和分配空间. • 所以不同的芯片就有不同大小的rom和ram.放用户程序的 地方也不尽相同.所以要根据芯片进行修改.分两部 分.MEMORY和SECTIONS.
1.2 DSP/BIOS开发DSP软件有两个特点：
所有与硬件有关的操作都必须借助DSP/BIOS本身提供的函 数完成，开发者应避免直接控制硬件资源，如定时器、 DMA控制器、串口、中断等； 带有DSP/BIOS的程序与传统程序执行有所不同。在传统开 发过程中，用户自己的程序完全控制DSP，程序按顺序依 次执行；在使用DSP/BIOS后，由DSP/BIOS控制DSP，用 户的应用程序建立在DSP/BIOS基础之上。用户的程序也不 是按编写依次执行，而是在BIOS的调度下按任务、中断的 优先级排队等待执行。
MEMORY命令
MEMORY命令定义目标系统中可以使用的存储器范围，每个存 储器范围具有名字、起始地址和长度。一般形式为 MEMORY { PAGE 0： name: origin=constant, length=constant; … PAGE n： name: origin=constant, length=constant; } PAGE n：定义存储器空间。n=0~254. 通常PAGE 0定义程序存储 器，PAGE 1定义数据存储器。 name：存储器范围名字。可以是1~8个字符。 origin或简写为o：存储器范围的起始地址。 length或简写为l：存储器范围的长度。
1.DSP/BIOS操作系统的基本概念
1.1 DSP/BIOS概述
DSP/BIOS在实质上是一个RTOS内核，它主要是为需要 实时调度和同步以及主机/目标系统通信和实时监测的应用 而设计的。它提供底层的应用函数接口，可用于支持系统 实时分析、线程管理、调度软件中断、周期函数和Idle函 数（后台运行函数）以及外部硬件中断与各种外设的管理。 DSP/BIOS是CCS提供的一套工具，本身占有极少的资源。 使用DSP/BIOS编写代码后，CCS可以提供多种分析和评 估代码工具，如图形化显示各个线程占用的CPU时间、代 码执行时间统计、显示输出信息等，这时可以很方便地了 解系统开销情况。
如P221例子
4.3 DSP/BIOS工具的应用
主要内容 了解DSP/BIOS操作系统的基本概念 了解DSP/BIOS操作系统的模块组成 了解DSP/BIOS操作系统的线程类型 了解DSP/BIOS操作系统的应用
BIOS:它是一组固化到计算机内主板 上一个ROM芯片上的程序，它保 存着计算机最重要的基本输入输 出的程序、系统设置信息、开机 后自检程序和系统自启动程序。 其主要功能是为计算机提供最底
层的、最直接的硬件设置和控制。
0. 前言 操作系统(OS, Operating System)
实时系统
实时操作系统(RTOS, Real-Time OS) 通用操作系统和实时操作系统的比较
0.1 操作系统
定义及作用： 管理和控制计算机系统的软硬件资源，合理地组 织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为 用户提供可扩展的工作环境，在计算机和其用户 之间起到接口的作用。 操作系统分类： 批处理，分时，实时，个人计算机, 网络, 分布 式 操作系统包括：进程管理（线程管理）、存储器 管理、文件管理、IO管理（设备管理）等4个部分
软件中断是优先级仅低于硬件中断的线程，由用户程 序引发。 软件中断的优先级低于硬件中断HWI，但高于任务 （TSK）和后台线程（IDL）。所以软件中断被触发后必 须等到所有未结束的硬件中断都执行完毕后才开始执行。 另外，如果一个SWI对象在运行前被启动了多次，它最 终运行时，只运行一次。 中断线程（软件中断和硬件中断）执行时使用同一个堆 栈，而每个任务线程使用一个独立的堆栈。注意这两种 堆栈的位置不一样，一个是系统栈，在MEM模块中设置； 另一个叫任务栈（不知道可不可以这么叫），在TSK模块 中设置。
（3）、 任务管理（TSK）：
提供了一系列可以操作任务对象的函数，他们通过 TSK_Handle句柄函数接触任务对象。 优先级可选范围1--15，15最高，0是给系统空闲任务的。 四个状态，运行态、就绪态、阻塞态和终止态，同一个 时刻只能由一个任务在执行，并且当前运行的任务的优 先级是最高的。 同一优先级的任务，DSP/BIOS按照序号先后选择首先调 用的任务。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.2.2 连接器如何使用段
• CCS的链接器可以有很多选项，如-l(包含库文件)、stack(定义堆栈)、-o(定义输出文件)等，并且将用户 软件定义的段与目标系统存储器物理地址对应关系定义
清楚。 • 有两条链接器命令MEMORY和SECTIONS可以实现对程序存 储器和数据存储器空间的分配。MEMORY命令定义目标存 储器的配置，SECTIONS命令定义编程段与目标存储器的 关系。
4.2.1 段的定义
.text段，即程序段,该段通常包含可执行代码即程序。 .data段，即数据段,该段通常包含已初始化的数据。 .bss段，即保留数据空间段,该段通常为未初始化的数据保 留空间。