DSP基本介绍及CCS软件分解
DSP软件开发过程及CCS简介
M1SARAM: org = 0x000400, len = 0x400
2
}
SECTIONS
{
.text:
>
.ebss:
>
.cinit:
>
.stack:
>
}
FLASH M0SARAM FLASH M1SARAM
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电气与信息工程学院
DSP技术及应用
• 之内所X 有的存表储示器存范储围器必含须有具可执有行唯代一码的；名字且必须不重叠。
•
I
表示存储器可以初始化。
• origin 表示存储器范围的起始地址。
• length 表示存储器范围的长度。
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DSP技术及应用
281x 软件开发过程
SECTIONS伪指令的一般语法
SECTIONS {
主要内容 AD初始化函数 CPU定时器初始化函数 增强型Can初始化函数 事件管理器Ev初始化函数 通用I/O模块初始化函数 多通道缓冲串行口初始化函数 串行通信接口初始化函数 串行外围接口初始化函数 系统控制模块初始化函数 外部接口初始化函数 外部中断初始化函数 包含了其他的外设初始化函数 PIE控制模块初始化函数 对PIE中断向量进行初始化 包含了F2812所有外设中断函数 定义了F2812的全局变量和数据段程序
DSP技术及应用
281x 软件开发过程
Linker Command File
MEMORY { PAGE 0: /* Program Space */
FLASH: org = 0x3D8000, len = 0x20000
PAGE 1: /* Data Space */
DSP开发以及CCS介绍
时频图形分析工具
File I/O应用
• CCS允许读取数据文件信息输入到开发平台的指定存储空 间。反之，也可以读取开发平台中的内容写入到计算机的 一个文件中。
集成开发环境CCS
• CCS提供了基本的代码生成工具，它们具 有一系列的调试、分析能力。CCS支持如下所 示的开发周期的所有阶段。
设计
概念性规划
编程和编译
创建工程文件、 编写源程序和配
置文件
调试
语法检查、探 测点设置和日
志保存等
分析
实时调试、统 计和跟踪
CCS构成及接口
CCS设置工具
• CCS设置工具用于配置软件，使得CCS IDE软件能够在不同 的硬件或软件仿真环境下工作。
• 在运行CCS IDE集成环境前，用户可以用软件提供的标准配 置文件产生一个合适的环境配置。
• 从available factory board中选择与系统匹配的标准设置。确 定可用配置中是否存在与系统匹配的配置，如果不存在，可 以创建一个自定义的配置。
创建新工程
• 配置软件设置完成后，启动CCS IDE，即可创建新的CCS工 程(Project)。步骤如下：
• 开发工具一般包括软件和硬件两部分。 • 软件开发工具主要包括：C编译器、汇编器、链接器、程
序库、软件仿真器等，当DSP算法确定后，编写的程序代 码便可通过软件仿真器进行仿真运行，以确定必要的性能 指标。
• 硬件开发工具则包括在线硬件仿真器和系统开发板。在线 硬件仿真器通常是JTAG周边扫描接口板，可用于对设计 的硬件进行在线调试。在硬件系统完成之前，可先在不同 功能的开发板上实时运行DSP软件，以提高开发效率。甚 至在某些数量较小的产品中，可以直接将开发板用作最终 产品。
CCS集成开发环境DSP
CCS集成开发环境DSP
• 常用工具条
•(2) 编辑工具条 • 编辑工具条共计10个按钮。
• •
PPT文档演模板
—— 左移制表位按钮。将选定的文本 块左移一个Tab键。
—— 右移制表位按钮。将选定的文本 块右移一个Tab键。
CCS集成开发环境DSP
—— 执行到光标处按钮。在调试过程 中，从当前位置执行程序，直到遇到反汇 编窗口中的光标位置为止。CCS集成开发环境DSP
• 常用工具条 •(4) 调试工具条
• • •
PPT文档演模板
—— 运行程序按钮。从当前PC位置开
始执行程序，直到遇到断点后停止。
—— 暂停程序按钮。用来暂停正在执行
的程—序—。动画执行按钮。在执行前先设置好
PPT文档演模板
CCS集成开发环境DSP
•常用工具条
••(1) 标常准用工的具工条具条共有四类，分别为标准工具条 、 • 编辑启工动具C条CS、后项会目自工动具显条示和标调准试工工具具条条。。也用可户以可通
以 过单选击择工 主具 菜条 单上 “的Vi按ew钮”执中行的相“应St的an操da作rd。Toolbar”
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CCS集成开发环境DSP
•图4-2 Code Compuser studio Setup窗口 •返回本节
• CCS的应用界面
•源程序编辑窗口
•图形显示窗口
•主•菜单 —个典型的CCS开发环境界面如图。
•工具条
•工程项目窗口
•内存显示窗口
•反汇编窗口
PPT文档演模板
•寄存器显示窗口
，又可以设置断点、探测点调试程序。
•
TIDSP集成开发环境CCS的使用(精)
2在CCS中选择菜单Project → Add Files to Project，并在文件类型选框中选
汇编源文件（*.a*, *.s*），然后选vectors.asm和load.asm这两个文件并单击Open。这些文件中包含了设置复位RESET中断到程序的C入口
c_int00的一些汇编指令。（对于更加复杂的程序，可在vectors.asm文件中定义更多的中断向量。也可利用DSP/BIOS来自动定义所有的中断向量。）
3在CCS中选择菜单Project → Add Files to Project，并在文件类型选框中选
择链接命令文件（*.cmd），然后选volume.cmd并单击Open，该命令文件将汇编程序的段映射到DSP的存储空间中。
4在CCS中选择菜单Project → Add Files to Project，进入编译库文件夹
（c:\ti\c5400\cgtools\lib），在文件类型选框中选择目标文件类型和库文件类型（*.o*, *.lib），为所配置的目标DSP选rts.lib文件并单击Open。该库文件为目标DSP提供了运行时间（runtime）支持。（对于一些目标DSP，运行时间库可以是一个更特殊的文件名，如rts_ext.lib。）
2、硬件在线编程模式：可以实时运行在DSP芯片上,与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序。
本次实验主要采用软件仿真器模式。
二、CCS系统配置
采用标准配置文件进行系统配置的步，弹出对话框。
步骤2：清除以前定义的配置。
步骤3：选择与目标系统相匹配的配置文件。
DSP集成开发环境CCS
DSP集成开发环境CCS简介DSP集成开发环境（DSP Integrated Development Environment，简称CCS）是一款功能强大的软件开发工具，专门用于数字信号处理（DSP）应用程序的开发。
CCS提供了一整套工具链，包括编译器、调试器、仿真器等，可以帮助开发人员高效地进行DSP应用程序的开发、调试和优化。
功能特点•多种开发套件支持：CCS提供了针对不同型号的DSP处理器的开发套件，覆盖了广泛的DSP芯片系列。
•实时调试功能：CCS具有强大的实时调试功能，可以帮助开发人员分析程序运行过程中的各种数据，实时监控程序运行状态。
•性能优化工具：CCS提供了各种性能优化工具，可以帮助开发人员识别程序中的性能瓶颈，并提供优化建议。
•硬件仿真支持：CCS支持与硬件仿真器的连接，可以实现使用仿真器来执行DSP程序，并实时调试仿真结果。
•工程管理功能：CCS具有完善的工程管理功能，可以帮助开发人员管理项目文件、源代码和编译配置等。
使用步骤1.创建新工程：在CCS中创建一个新的DSP工程，选择目标DSP处理器型号和相关参数。
2.编写代码：编写DSP应用程序的源代码，包括算法实现、数据处理等部分。
3.编译工程：使用CCS提供的编译器对工程进行编译，生成可执行的DSP程序。
4.连接硬件仿真器：将硬件仿真器连接到目标DSP处理器上，并与CCS进行连接。
5.下载程序：将编译生成的DSP程序下载到目标DSP处理器中，可以使用CCS的下载功能进行操作。
6.调试程序：在CCS中使用实时调试功能对程序进行调试，查看程序的执行过程和数据变化。
7.性能优化：根据CCS提供的性能优化工具分析程序性能，优化程序的关键部分。
优势与劣势优势•功能丰富：CCS提供了丰富的功能和工具，满足了DSP应用开发的各种需求。
•易于使用：CCS采用了直观的用户界面设计，使得开发人员可以更快地上手使用。
•良好的兼容性：CCS支持多种型号的DSP处理器，并且与硬件仿真器的兼容性较好。
DSP谐波分析的理论基础ccs仿真结果及分析
基于DSP的方波信号谐波分析一切周期非正弦信号都是由某一频率的正弦波（基波）和若干数倍于此频率的正弦波（高次谐波）叠加而成。
谐波分析的工作就是了解一个信号的基波和谐波的组成及其占比。
该设计使用基于ICETEK—VC5509—A的DSP实验箱，软件环境为CCS3.3。
一·理论部分1信号采集首先是对信号的采集。
主要是对输入信号进行AD转换，采样率越高，则分析精度越高，但硬件消耗同时加大。
模拟信号经过A/D 变换转换为数字信号的过程称之为采样，信号采样后其频谱产生了周期延拓，每隔一个采样频率ωs，重复出现一次。
（1）. 频混现象频混现象又称为频谱混叠效应，它是由于采样信号频谱发生变化，而出现高、低频成分发生混淆的一种现象，如图3.1.1所示。
信号x(t)的傅里叶变换为X(ω)，其频带范围为-ωm~+ωm；采样信号x(t)的傅里叶变换是一个周期谱图，其周期为ωs，并且：ωs=2π／T s T s为时域采样周期．当采样周期T s较小时，ωs＞2ωm，周期谱图相互分离如图1中（b）所示；当T s较大时，ωs＜2ωm，周期谱图相互重叠，即谱图之间高频与低频部分发生重叠，如图3.1中(c)所示，此即为频混现象，这将使信号复原时丢失原始信号中的高频信息。
图1 采样信号的频混现象下面从时域信号波形来看这种情况。
图2(a)是频率正确的情况，以及其复原信号；(b)是采样频率过低的情况，复原的是一个虚假的低频信号。
图2 发生频混现象的时域信号波形当采样信号的频率低于被采样信号的最高频率时，采样所得的信号中混入了虚假的低频分量，这种现象叫做频率混叠。
（2）. 采样定理上述情况表明，如果ωs＞2ωm，就不发生频混现象，因此对采样脉冲序列的间隔T s须加以限制，即采样频率ωs（2π／T s）或f s(1／T s)必须大于或等于信号x(t)中的最高频率ωm 的两倍，即ωs＞2ωm，或f s＞2f m。
为了保证采样后的信号能真实地保留原始模拟信号的信息，采样信号的频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。
第4章DSP集成开发环境CCS
DSP集成开发环境CCS
1.1 CCS的组成
③ DSP/BIOS实时内核插件及其应用程序接口API 主要为实时信号处理应用而设计。包括 DSP/BIOS的配置工具、实时分析工具等。
④ 实时数据交换的RTDX插件和相应的程序接口API
可对目标系统数据进行实时监视，实现DSP与 其他应用程序的数据交换。
1 CCS的窗口和工具条
（1） CCS的应用界面
主菜单
工具条
工程项目窗口
2013年7月4日
DSP原理及应用
18
2013年7月4日
DSP原理及应用
19
DSP集成开发环境CCS
3.1 CCS的窗口和工具条 3. 主菜单 主菜单包含有11个选项。
File Edit View Project Debug Profiler Option GEL Tools Window Help
iew 查看
Project 项目 Debug 调试 Profiler 性能
工具条显示设置。包括内存、寄存器和图形显示等
工程项目管理、工程项目编译和构建工程项目等 设置断点、探测点，完成单步执行、复位等 性能菜单。包括设置时钟和性能断点等
Option 选项
GEL 扩展功能 Tools 工具 Window 视窗 Help 帮助
DSP/BIOS API Code composer 工程
代码 产生工具 编译器 汇编器 链接器
RTDX 插件
DSP/BIOS 插件
第3方 的插件 可执行代码 JTAG RTDX
DSP应用程序 DSP/BIOS 目标系统硬件
Code Composer调试工具 主机仿真支持
DSP实验一-CCS软件的使用
实验一CCS软件的使用CCS是TI公司开发的集编辑、编译、调试等功能为一体的DSP开发工具,我们本次实验通过一个简单的程序来学习CCS软件的基本使用方法。
一．实验目的:1．了解240X系列DSP程序的结构及文件组织2．了解CCS开发环境功能，掌握其使用方法二．实验器材1．CCS软件，DSP仿真器2．示波器（可选)三．实验内容1．运行CCS软件，建立工程2．输入程序3．编译工程，下载并执行实验程序,检查实验结果四．基础知识1．源代码书写格式在CCS中源代码具有自己的书写格式，简单归纳如下：（1）每一行代码分三个区：标号区、指令区、注释区①标号区必须顶格写，主要是定义变量、常量、程序标签时的名称,标号区占3个TAB的间隔，即12个字符.②指令区位于标号区之后，以空格或TAB隔开。
如果没有标号，也必须在指令前面加上空格或TAB，不能顶格，指令码占2个TAB间隔，然后是操作数。
③注释区在标号区、指令区之后，以分号开始。
注释区前面也可以没有标号区和指令区；另外,还有专门的注释行,以＊打头,必须顶格开始.如果功能说明较多以分格线框起来。
（2）一般区分大小写（3）CCS集成开发环境对书写格式没有做要求，但养成良好的代码书写格式，增加代码的可读性，避免低级的错误,对今后软件的开发是有帮助的。
另外，其他汇编语言的编程风格也可以借用过来,如标示符命名规则、程序说明的要求等.2．矢量文件矢量文件是DSP程序中非常重要的文件，用来管理程序复位和中断向量的配置。
当有中断发生并且处于允许状态时，程序指针跳转到中断向量表中对应的中断地址，由于中断服务程序较长，通常中断矢量文件存放的是一个跳转指令，指向实际的中断服务程序。
; SOLUTION FILE FOR VECtor.ASM。
ref _c_int0.sect ”vectors";定义主向量段;～~～～～～～~~～~~～～～～～~~~～～~~~~～～～～~～～~～~～~~～~～~~~~~～～~～～～～～～~～~～～～～～～～～~~；Interrupt vector table for core;~～～~～～~~~～～~～~～~～~~~～~～～~～～～～～~～~~~~~~~~~～~～～～~～～～~~～～~～~～~~～~～～～～～~~reset B _c_int0 ；00h resetint1: B int1 ;02h INT1int2: B int2 ；04h INT2int3: B int3 ;06h INT3int4: B int4 ；08h INT4int5： B int5 ；0Ah INT5int6： B int6 ;0Ch INT6int7: B int7 ;0Eh reservedint8： B int8 ；10h INT8 user-definedint9: B int9 ;12h INT9 user-definedint10: B int10 ;14h INT10 user definedint11： B int11 ;16h INT11 user definedint12: B int12 ;18h INT12 user definedint13: B int13 ；1Ah INT13 user definedint14： B int14 ；1Ch INT14 user definedint15: B int15 ;1Eh INT15 user definedint16： B int16 ;20h INT16 user definedint17: B int17 ;22h TRAPint18: B int18 ;24h NMIint19: B int19 ;26h reservedint20： B int20 ;28h INT20 user definedint21： B int21 ;2Ah INT21 user definedint22： B int22 ;2Ch INT22 user definedint23： B int23 ；2Eh INT23 user definedint24: B int24 ；30h INT24 user definedint25： B int25 ;32h INT25 user definedint26： B int26 ;34h INT26 user definedint27: B int27 ;36h INT27 user definedint28: B int28 ；38h INT28 user definedint29: B int29 ;3Ah INT29 user definedint30: B int30 ；3Ch INT30 user definedint31： B int31 ;3Eh INT31 user defined3．链接配置文件一个完整的DSP程序至少包含三个部分：主程序、矢量文件、链接配置文件(＊.cmd）。
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（3）国内DSP的发展概况
☉1983年引进（TMS32010） ☉我国DSP产品主要来自海外。TI公司的产品约占国内 DSP市场的90%，其余为Lucent、AD、Motorola、ZSP和 NEC等公司。 ☉现状：DSP开发工具 / DSP硬件平台开发 / DSP应用软 件开发 ☉国内较知名的DSP公司：北京“闻亭”、“合众达”等。
➢ TMS320C5000系列包括C54x、C55x，是低功耗高性能的定点DSP，功
耗低至0.05mW/MIPS，性能高达 600MIPS。它针对强大且经济高效的 嵌入式信号处理解决方案进行了优化，其中包括消费类电子、通信、医 疗、安保和 工业应用中的便携式电子产品。
➢ TMS320C6000系列包括C62x、C64x和C67x ，是TI超高性能DSP，一般
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3.1 DSP芯片的种类
DSP芯片可以按照以下3种方式进行分类。 1．按数据格式分: 定点和浮点
根据DSP芯片工作的数据格式可分为定点DSP芯片与浮点DSP芯片。 即数据以定点格式工作的DSP芯片称之为定点DSP芯片;以浮点格式工作 的称为浮点DSP芯片。 注意：定点DSP也可以通过软件形式实现浮点运算。 2．按用途分：通用和专用
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2、数字信号处理概述
▪ 2.1 数字信号处理系统的构成 ▪ 2.2 数字信号处理的实现 ▪ 2.3 数字信号处理的特点
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2.1 数字信号处理系统的构成
DSP
图2-1 典型的数字信号处理系统框图
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返回本节
2.2 数字信号处理的实现
1）在通用PC机上用软件实现，灵活方便单速度慢。 2）利用单片机来实现，实现简单的DSP处理，如数字控制。 3）利用通用DSP芯片来实现，灵活、速度快、可实时处理。 4）利用专用DSP芯片来实现，算法用硬件实现，速度极快。
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DSP主要技术指标
➢ ICY（Instruction Cycle）指令周期：执行一条指令所需时间，通常以ns为单 位。 ➢ MAC时间（Multiplier Accumulator，乘法累加时间）：执行一次乘法加上一 次
1、DSP的概念
▪ 广义的概念:
➢ 广义的概念可理解为数字信号处理（Digital Signal Processing， DSP）技术，主要是研究数字信号处理的 各种算法。
▪ 狭义的概念:
➢ 狭义的概念可理解为数字信号处理器（Digital Signal Procesor） ，主要采用硬件实现，用于产品设计。DSP也就 是硬件工程师和芯片制造商所指专用于实现信号处理算法的 微处理器芯片。
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TI DSP芯片介绍
▪ 目前，TI主流DSP产品是TMS320C2000、 TMS320C5000、
TMS320C6000系列。
➢ TMS320C2000系列包括C24x、C28x，主要面向工业控制应用，除了具
备强大的运算能力外，片内还集成了丰富的外设模块，便于构成高性能 的工业测控系统。
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电脑常用单位换算
▪ 1TB=1024GB
1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024Byte 1Byte=8Bit
▪ 注：Byte是字节 ，Bit是位
KB是千字节 MB是兆 GB是千兆 TB是千千兆 一般情况把他们看作是按千进位就行，准确的是1024也就是2的10 次方。
按照DSP芯片的用途来分，可分为通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。 通用型DSP芯片适合普通的DSP应用，如TI公司的一系列DSP芯片。专用 型DSP芯片是为特定的DSP运算而设计的，更适合特殊的运算，如数字滤 波，卷积和FFT等。
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▪ 3.2 DSP芯片的发展及趋势
（1） DSP芯片的发展历程 ☉1978年 第一片DSP诞生S2811(Microsystems公司AMI子公司) ☉1986年以来得到突飞猛进的发展。 ☉现今：生产DSP厂家80多个，品种300多种。
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3.3.1 哈佛结构
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3.3.2 DSP采用流水线技术
DSP处理器流水线技术是将各指令的各个步骤重叠起来 执行，而不是一条指令执行完成之后，才开始执行下一条 指令。
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3.4 DSP芯片的应用
（1）信号处理 （2）通信 （3）语音 （4）图形/图像 （5）军事 （6）仪器仪表 （7）自动控制 （8）医疗 （9）家用电器
TI（德州仪器）公司市场份额：60%；ADI（美国模拟器件）公司市场 份额：15%；
Motorola市场份额：10%；Lucent市场份额：5%；
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（2） TI公司DSP芯片简介 • 第一代：TMS32010及其系列产品（1982年） • 第二代：TMS32020、TMS320C25/C26/C28 • 第三代：TMS320C30/C31/C32， • 第四代：TMS320C40/C44， • 第五代：TMS320C50/C51/C52/C53/C54和集多个DSP 于一体的高性能DSP芯片TMS320C80/C82等 • 第六代：TMS320C62x/C67x等。
第4页/共43页
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2.3 数字信号处理的特点
▪ 与模拟系统（ASP）相比，数字系统具有如下
特点：
（1）精度高，编程方便，可程控； （2）可靠性高 ； （3）灵活性大； （4）接口简单； （5）易于大规模集成；。
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3、DSP芯片概述
3.1 DSP芯片的种类 3.2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱMS320 DSP系列 3.3 DSP芯片的主要特点 3.4 DSP芯片的应用
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国内引入的主流产品：
• TMS320F2407(电机控制) • TMS320C5409(信息处理) • TMS320C6201(图像处理)
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3.3 DSP芯片的主要特点
1．哈佛结构（与冯·诺依曼结构的区别） 2．多总线结构 3．指令系统的流水线操作 4．专用的硬件乘法器 5．特殊的DSP指令 6．快速的指令周期 7．硬件配置强