用C语言开发DSP系统的全过程
一个简单的dspC语言例子
一个简单的dsp C语言例子开发平台: CCS集成开发环境通过这个简单的例子, 可以大致了解用C语言开发dsp程序的原理。
程序要求: 用C语言编写产生正弦调幅波信号的源程序；正弦调幅波的公式在离散域中的表示:y(n) = (1 + M*sin(2 * PI * fb / fs * n)) * sin(2 * PI * fa / fs * n);编写文件1.sin_am.c#include<stdio.h>#include<math.h>#define TRUE 1#define pi 3.1415926536int y[500],i;float M;void main(){puts("amplitude modulation sinewave example started.\n");M = 50;for(i = 0; i < 500; i++)y[i]= 0;while(TRUE){for(i = 0; i < 500; i++)y[i]=(int)((1 + M / 100 * sin(i * 2 * pi * 20 / 4000))* sin(i * 2 * pi * 200 / 4000)* 16384);puts("program end");}}2.sin_am_v.asm (reset vector file).title "sin_am_v.asm".sect ".vectors".ref _c_int00RESET:B _c_int00.end..3.sin_am.cmdsin_am.objsin_am_v.obj-m sin_am.map-o sin_am.outMEMORY{PAGE 0:EPROG: origin = 0x1400, len = 0x7c00 VECT: origin = 0xff80, len = 0x80PAGE 1:USERREGS: origin = 0x60, len = 0x1c IDATA: origin = 0x80, len = 0x3000 }SECTIONS{.vectors:>VECT PAGE 0.text:>EPROG PAGE 0.cinit:>EPROG PAGE 0.bss:>IDATA PAGE 1.const:>IDATA PAGE 1.switch:>IDATA PAGE 1.system:>IDATA PAGE 1.stack:>IDATA PAGE 1}"*.cmd"文件说明:链接命令文件是实现对段的存储空间位置的定位, C语言程序中常用已初始化和未初始化段如下:已初始化段包括:.init 存放C程序中的变量的初值和常量, 放在ROM和RAM 中均可, 一般属于PAGE 0.const 存放C程序中的字符常量、浮点常量和用const声明的常量, 放在ROM和RAM中均可, 一般属于PAGE 1.text 存放C程序代码, 放在ROM和RAM中均可, 一般属于PAGE 0.switch 存放C程序中的语句的跳针表, 放在ROM和RAM中均可, 一般属于PAGE 0未初始化段包括:.bss 为C程序中的全局和静态变量保留存储空间, 一般存放于RAM中, 属于PAGE 1.stack 为C程序系统堆栈保留存储空间, 用于保存返回地址、函数间的参数传递、存储局部变量和保存中间结果, 一般存放于RAM中, 属于PAGE 1.sysmem 用于C程序中malloc、calloc和realloc函数动态分配存储空间, 一般存放于RAM中, 属于PAGE 14.vary_M.gelmenuitem "Myfunctions"slider vary_M(0, 100, 10, 1, Amount_of_modulation){M = Amount_of_modulation;}该文件用于调试的时候可随意改变变量M的值, 该文件通过file->load GEL File添加到工程中, 调试的时候可选择GEL->My Functions->vary_M来打开vary_M滑动条组件。
轻松学会DSP——第5章-C程序编写和编译
C/C++系统堆栈.stack
.stack不同于DSP汇编指令定义的堆栈。DSP汇编程序 中要将堆栈指针SP指向一块RAM，用于保存中断、调 用时的返回地址，存放PUSH指令的压栈内容。
.stack定义的系统堆栈实现的功能是保护函数的返回 地址，分配局部变量，在调用函数时用于传递参数， 保护临时结果。
LNK500时使用的-c和-cr是对C语言中常量 （放在.cinit段中）的处理不同。-c（ROM 模式）表示在运行时处理，由boot.asm完成， 数据空间具有一个初始化表；而-cr则在装入 时处理，由load或者bootloader完成，数 据空间没有初始化表。如果是汇编文件进行 链接，这个参数不加。
6、汇编文件中使用C文件变量
C文件中该变量要在MAIN()函数外定义为 全局变量；
汇编中需要把该变量声明为全局标号； 汇编文件中使用绝对地址寻址方式
*(_var_name)方式访问，var_name为变 量名，同时要有“_”前缀。
三、运行环境及C编译工具
1、运行环境
C54x将存储器处理为程序存储器和数据存 储器两个线性块。程序存储器包含可执行 代码；数据存储器主要包含外部变量、静 态变量和系统堆栈。编译器的任务是产生 可重定位的代码，允许链接器将代码和数 据定位进合适的存储空间。C编译器对C语 言编译后除了生成3个基本段， 即.text、.data、.bss外，还生 成.cinit、.const、.stack、.sysmem段。
.stack定义的段大小（堆栈大小）可用链接器选项-
stack size设定，链接器还产生一个全局符号_
_STACK_SIZE，并赋给它等于堆栈长度的值，以字为 单位，缺省值为1K。
初始化过程
DSP实验编写一个以C 语言为基础的DSP 程序
编写一个以C 语言为基础的DSP 程序
实验结果：
通过实验可以发现，修改cmd文件可以安排程序和数据在DSP内存资源中的分配和位置；map文件中描述了程序和数据所占用的实际尺寸和地址。
C语言编制的程序，在经过编译器编译后，需要连接若干C 标准程序辅助运行。
以下是运行流程：
1．程序入口为_c_int00，执行标准C库中的程序，负责初始化C环境、申请堆栈、初始化有初始值的变量
2．程序最终转到用户编制的主函数运行。
3．程序在主函数中的无限循环中持续运行。
编写一个汇编和C 混合的DSP 程序。
dsp实验二-编写一个以C语言为基础的DSP程序
实验二：编写一个以C语言为基础的DSP程序一、实验目的1．学习C语言编制程序：了解C语言程序设计方法和组成部分。
2．学习编制连接命令文件，用来控制代码的连接。
3．学会建立和改变map文件，以及利用它观察DSP内存使用情况。
4．进一步熟悉CCS调试程序。
二、实验设备1．PC机一台：操作系统为Windows2000或WindowsXP。
2．ICETEK-F2812-EDU实验箱一台。
三、实验原理1．C语言程序（1）CCS支持使用标准C语言应用程序。
当使用标准C 语言编制的程序时，其源程序文件名的后缀应为.c(如：volume.c)。
（2）CCS 在编译标准C 语言程序时，首先将其编译成相应汇编语言程序，再进一步编译成目标DSP 的可执行代码。
最后生成的是coff 格式的可下载到DSP 中运行的文件，其文件名后缀为.out。
2．命令文件的作用命令文件(文件名后缀为cmd)为链接程序提供程序和数据在具体DSP 硬件中的位置分配信息。
通过编制命令文件，我们可以将某些特定的数据或程序按照我们的意图放置在DSP 所管理的内存中。
命令文件也为链接程序提供了DSP 外扩存储器的描述。
在程序中使用CMD 文件描述硬件存储区，可以只说明使用部分，但只要是说明的，必须和硬件匹配，也就是只要说明的存储区必须是存在的和可用的。
3．内存映射（map）文件的作用一般地，开发的DSP 程序在调试好后，要固化到系统的ROM 中。
为了更精确地使用ROM空间，我们就需要知道程序的大小和位置，通过建立目标程序的map 文件可以了解DSP 代码的确切信息。
当需要更改程序和数据的大小和位置时，就要适当修改cmd 文件和源程序，再重新生成map 文件来观察结果。
另外，通过观察map 文件，可以掌握DSP 存储器的使用和利用情况，以便进行存储器方面的优化工作。
四、实验步骤1．实验准备：设置软件仿真模式。
2．建立工程文件：新建工程文件设置如图2.1。
轻松学会DSP——第4章-TMS320C54x软件开发
汇编器对段的处理
2.2．已初始化段 已初始化段包含可执行代码或已初始化数据。
这些段的内容存储在目标文件中，加载程序 时再放到TMS320C54X存储器中。三个用于 建立初始化段的伪指令句法分别为： .text [段起点] .data [段起点] .sect “段名”[，段起点]
汇编器对段的处理
件为真时要汇编代码块。 .else — 标志若.if条件为假时要汇编代码块。 .endif — 标志条件块的结束，并终止该条件代码块。
汇编伪指令
3．引用其他文件 .include '文件名' — 将指定文件复制到当前位置，其
内容可以是程序、数据、符号定义等。 .copy '文件名' — 与.include类似。 .def 符号名 — 在当前文件中定义一个符号，可以被
归档器
Option：归档器工作 -q :不显示状态栏及相关信息； -s :打印全局变量；
Libname: 库文件名 Filename：目标文件
Ar500 -a function sine.obj cos.obj flt.obj
3 、连接器
lnk500 [ -options] filename 1 . ... filename n -e global_symbol:定义程序的进入点； -c:使用C编译器的ROM初始化模式； -cr:使用C编译器的RAM初始化模式； -i dir:指定库文件的路径； -l filename:指定连接时使用的库文件名； -m filename:生成map文件； -o filename:指定生成的out文件名。系统缺省
链接器对段的处理有两个功能。首先，它将 汇编器产生的COFF目标文件（.obj文件）中 的各种段作为输入段，当有多个文件进行链 接时，它将输入段组合起来，在可执行的 COFF输出模块中建立各个输出段。其次，链 接器为输出段选择存储器地址。
DSP的C语言编程
DSP的C语言开发一、流程步骤：main() {}下面是vectors.asm函数，该文件在每个DSP的project中（需手工加入），其中有对_c_int00的调用，而_c_int00在rts.lib中，在开发时要手工加入。
在reset 后，rom等外存中的程序已经转移到了L2 cache中，并且程序从0x0000 0000处开始执行，而0x0000 0000处的程序正是vectors.asm，以下就开始层层调用，进入main函数。
======== vectors.asm ========; Plug in the entry point at RESET in the interrupt vector table;;; ======== unused ========; plug inifinite loop -- with nested branches to; disable interrupts -- for all undefined vectors;unused .macro id.global unused:id:unused:id:b unused:id: ; nested branches to block interruptsnop 4b unused:id:nopnopnopnopnop.endm.sect ".vectors".ref _c_int00 ; C entry point.align 32*8*4 ; must be aligned on 256 word boundaryRESET: ; reset vectormvkl _c_int00,b0 ; load destination function address to b0mvkh _c_int00,b0b b0 ; start branch to destination functionmvc PCE1,b0 ; address of interrupt vectorsmvc b0,ISTP ; set table to point herenop 3 ; fill delay slotnopnop;; plug unused interrupts with infinite loops to; catch stray interrupts;unused 1unused 2unused 3unused 4unused 5unused 6unused 7unused 8unused 9unused 10unused 11unused 12unused 13unused 14unused 15Rts6000.lib来自于rts6000.src，该原文件是由多个.c和.cpp以及.asm组成的，其中关于int _args_main()的函数：这个函数就是void __interrupt c_int00()在初始化完成后调用的函数，int _args_main()函数中调用了main(argc, argv)从而正式转入main函数。
DSP的C语言程序设计
DSP的C语言程序设计一、为什么要使用C语言对DSP编程C语言是高级语言，易学易用。
C语言的编程效率极高，易于调试。
C语言的可移植性好。
二、C程序的结构及组成完整的C程序是由一个主函数main()和其它的子函数组成的，每一个子函数完成特定的功能。
DSP的C 语言的入口地址固定为c_int00，在中定义。
C语言支持丰富的数据类型和数据结构，在ccs集成开发环境中，为C语言提供了完整的支持硬件的底层函数库和支持算法的DSP函数库。
在使用C语言的库函数时，在工程中必须包括相应的函数库和运行时支持库。
下面是一般C语言程序的结构和组成框架。
一般C程序的结构如下：h头文件#include “函数库1”#include <函数库2>#include “函数库3”…*//* *//* Parameters: *//* - port - port address (HEX) *//* *//* Return: *//* - returns value read from port. *//* *//* Notes: *//* *//*****************************************************************************/s16 portRead(u16 port);/*****************************************************************************//* portWrite(u16 port, s16 value) *//* *//* This routine writes a word to the specified port. */ /* *//* Parameters: *//* - port - port address (HEX) *//* - value - 16 bit word to write. *//* *//* Return: *//* - none *//* *//* Notes: *//* *//*****************************************************************************/void portWrite(u16 port, s16 value);#endif /* end of #ifndef _PORTIO_H */使用时，先使用宏替换或枚举定义I/O端口的地址，然后使用portRead()和portWrite()函数访问I/O端口例如：#includeVariable=portRead(portA);c5400\cgtools\include目录与c5400\dsk5402\include目录中的头文件类型不同。
DSP软件开发流程
软件开发基础
DSP C语言：C运行环境（3） 语言： 运行环境 运行环境（ ） 语言
系统初始化
在运行C程序前，必须建立C运行环境，此任务由C引导程序 _c_int00完成 _c_int00包含在库函数中，build时自动将其链接进可执行程序中， 程序的入口地址必须设为_c_int00起始地址 _c_int00的源程序存放在由rts.src分离出来的boot.asm中，用户可 根据需要修改
初试化段和未初始化段
.bss和.usect为未初始化段，用于为变量、堆栈等保留一块存储空 间 .text、.data和.sect为初试化段，用于存放代码块或有初值的数据 块
系统定义的段和用户定义的段
.text、.data和.bss为系统已定义好的段名 用户根据需要用. sect和.usect伪指令来定义段名，创建相应的“段 ”
软件开发基础
软件build流程 流程 软件
.CPP file .C file .ASM file .ASM file .OBJ file Linker .OUT file .HEX file .OBJ file .ASM file Assembler .OBJ file
目标文件地址是浮动的，能被重定位 链接器用.cmd文件对链接目标，进行重定位
加载时定位：PC机系统采用
编程、编译和链接时均未对程序进行绝对定位 程序运行前，由操作系统对程序进行重定位，并加载到存储空间中
软件开发基础
程序定位方式的比较
编译时定位：
ORG xxxx，绝对定位 优点：简单、容易上 手 缺点：程序员必须熟 悉 硬件资源 模块化编程差 工程化不支持 持
链接时定位：
SECTION，相对定位 缺点：灵活、上手较 难 优点：程序员不必熟 悉 硬件资源 模块化编程强 工程化管理支
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摘要:目前很多嵌入式系统以DSP 为核心构建，但是，采用汇编语言开发DSP 系统存在开发难度大、开发周期长、维护性差等缺点，应用C 语言开发DSP 系统是广大嵌入式开发者的迫切要求。
有关单片机的C 语言开发有相当多的资料可以参考，而DSP 系统的C 语言开发却很少见。
本文以TI 公司的DSP 器件TMS320F24X 系列为例，讲述怎样用C 语言开发一个完整的DSP 嵌入式系统。
大家在开发嵌入式产品时首先会想到用控制器的汇编语言编写*程序，主要原因是：一、汇编语言生成的程序对应的二进制代码少，程序执行要比高级语言生成的程序快。
二、控制器刚问世时，没有相应的高级语言可供使用。
三、存储器的价格问题和寻址空间的限制。
以上所述问题目前都基本上解决了，在这就不阐述了。
实际情况是：在单片机的应用领域，开发者开始使用C语言进行开发了。
大家发现用高级语言开发嵌入式产品是如此轻松，并且C语言程序编译后的二进制代码也非常短小精练。
目前使用最多的数字信号处理器（DSP）是美国TI公司的TMS320家族，而工业控制上用的最多的又是TMS320F2XX系列，TI公司为每一个DSP 芯片提供了汇编语言和C语言供开发者选用，本人一直使用C语言进行产品开发，而目前很少见到这方面的介绍，所以特撰此文以TMS320F240为例，向各位同行推荐用C语言开发DSP嵌入式系统。
1、DSP的C语言的特殊性大家在使用51系列C语言时已经注意到，控制器的C语言和PC机上使用的C有一个显著的特点：经常要对硬件操作，程序中有大量针对控制器内部资源进行操作的语句。
所以，开发者要明白怎样用C语言来操纵控制器的内部资源，既怎样用C语句操作寄存器和内部存储器等。
举个例子，在51汇编中我们写MOV A，#20H，汇编程序能够识别A是指累加器，而在51 C程序中我们写ACC=32；，编译器能够识别ACC是指累加器而不是一般的变量。
即每一个寄存器都有一个专有名字供开发者使用，它们定义在一个头文件reg51.h 中，程序员只需在程序的开始部分用#include“reg51.h”语句将该文件包含进来即可。
注意：这些寄存器的名字不能用做变量名。
同样，在TMS320F240的C语言中也有一个头文件C240.H定义各个寄存器的名称，这里摘录几条语句进行介绍。
比如：#define IMR （（PORT）0x0004）#define XINT1_CR （（PORT）0x07070）IMR 、XINT1_CR就对应两个寄存器，实际是寄存器的地址，用高级语言的说法是指针。
我们也在程序的开始部分用#include“c240.h”语句将该文件包含进来。
这样，在DSP的C 语言中使用它们只需在前面加一个星号（*），例如，*IMR=0X1010；/* 将16进制数1010H赋给IMR寄存器*/*XINT1_CR=0X0A0B0；/*将16进制数A0B0H赋给XINT1_CR寄存器*/开发者最好将c240.h这个文件打印出来，弄清楚各个寄存器的定义名称。
至于不涉及硬件的语法和ANSI 语法一样，需要注意的是，有些ANSI标准中的函数在DSP的编译器中不提供，读者可以参考DSP编译器的C语言手册。
搞清楚了这些特殊性，由汇编语言转到C语言开发是很容易的事，当然，没有汇编语言编程基础的人同样可以用C语言开发DSP应用系统。
有关嵌入式系统的C语言编程可参考《单片机与嵌入式系统应用》2001年1到6期上马忠梅的“嵌入式C编程技术”，本文不做讨论。
下面只针对以TMS320F240芯片为处理器的嵌入式C语言编程进行阐述，希望能够指导读者进行具体操作。
2、TMS320F240芯片的C语言开发过程简单地说，整个过程包括以下五个步骤：编辑C语言源程序编译源程序（注意编译参数）链接目标文件（注意用CMD文件）在线仿真固化程序下面分别进行阐述。
一源程序的编辑可以用任何一个编辑器书写源程序，如EDIT、NOTEPAD等，最后以.C为后缀存盘。
源代码可以写在一个C文件中，也可写在多个C文件中，有些预定义变量和函数原型声明可以集中放在一个头文件中。
注意事项：不要忘记在C程序的前面用#include “c240.h”将寄存器定义文件包括进来。
二源程序的编译源程序编辑好后可以用DSPCL编译程序进行编译，生成OBJ文件。
使用格式：DSPCL 源文件名参数例如：DSPCL EX1.C –V2XX –GK –MN常用参数的意义：V2XX：表示C编译器选择处理器2XX系列GK：保留编译生成的汇编文件（.ASM文件）MN：进行正常优化其他参数请参考DSP编译器的手册。
如果有多个源文件，分别编译。
每一个源文件经编译后产生一个OBJ文件和ASM文件。
三目标文件的链接（一）TI公司的COFF文件格式TI 公司新的汇编器和编译器创建的目标文件采用COFF的目标文件格式（Common Object File Format）采用COFF格式有利于模块化编程，为管理代码段和目标系统存储器提供更加强有力和灵活的方法。
基于COFF格式编写汇编程序或C语言程序时，不必为程序代码和变量指定目标地址，为程序编写和程序移植提供了极大的方便。
COFF格式的基本思想是：鼓励程序员在用汇编语言或C语言编程时运用代码块和数据块的概念。
这种块称为SECTION，是目标文件中的最小单位。
所有的块分为两大类：已初始化块和未初始化块，已初始化块包含程序代码和数据，未初始化块是为未初始化的数据在存储器中的保留块。
C编译器对C程序编译后产生已初始化块和未初始化块，已初始化块如.text 块、.const 块、.cinit块；未初始化块如.bss 块。
举个例子，当程序员用C语句float data[100]；定义一个数组时不需要指定这100个数组元素的具体位置，编译器会在数据区预留所需空间，到链接时链接器会具体定位。
（二）链接器对块的处理链接器对块的处理有两个功能：其一，将COFF目标文件中的块用来建立程序块和数据块，并将这些块组合成可以被DSP芯片执行的COFF输出模块；其二，链接器为输出块指定存储位置。
链接器提供两个命令实现上述功能：MEMORY和SECTIONS。
MEMORY命令定义目标系统的存储器，程序员可以定义每一块存储器并指定起始地址和长度；SECTIONS命令用来定义输入块的组合和输出块在存储器中的存放位置。
若不用MEMORY和SECTIONS 命令，链接器采用缺省的分配算法；推荐使用这两个命令，但要注意这两个命令在CMD文件（链接器命令文件）中使用。
下面分析一个TMS320F240芯片的典型CMD 文件。
（假设文件名EX1.CMD）1、CMD文件的构成及其详细解释BOOT.OBJ /* F240的中断矢量表，参见后面的说明*/EX1.OBJ /* 源程序编译后对应的目标文件*//* 若程序有多个目标文件，一块写在这里*/-STACK 0X400 /* 设定系统堆栈*/-C /* ROM初始化*/-O EX1.OUT /* 输出的文件名*/-M EX1.MAP /* 输出映像文件名*/-L RTS2XX.LIB /* 链入RTS2XX.LIB库*/MEMORY /*MEMORY命令规定系统的存储器配置*/{PAGE 0：ROM0：origin=0000h，length=003fh /* FLASH ROM */PAGE 0：ROM1：origin=0040h，length=0200h /*FLASH ROM */PAGE 0：ROM2：origin=0240h，length=3000h /* FLASH ROM */PAGE 1：RAM_B2：origin=0060h，length=0020h /* 内部RAM B2 */PAGE 1：RAM_B1：origin=0300h，length=0100h /* 内部RAM B1 */PAGE 1：RAM_B0：origin=0100h，length=0100h /* 内部RAM B0 */PAGE 1：RAM_EX：origin=0d000h，length=2800h /* 外部扩展RAM */}SECTIONS /* SECTIONS 命令规定了程序中块的具体分配方法*/{.vectors：load=ROM0 /* 规定矢量表的存放位置*/.cinit：load=ROM1 /* C初始化表的存放位置*/.text：load=ROM2 /* 系统程序的存放位置*/.bss load=RAM_B0 /*未初始化数据的存放位置*/.const load=RAM_B1 /* 已初始化数据的存放位置*/}2、TMS320F240链接时所需的中断矢量表文件TMS320F240的目标文件在链接时要用到中断矢量表，中断矢量表用汇编语言编写，和具体的DSP芯片有关，假设TMS320F240的中断矢量表对应的汇编程序为BOOT.ASM，汇编后的文件名为BOOT.OBJ。
下面是一个典型的矢量表文件（假设程序名为BOOT.ASM）。
.port /* 定义中断函数的名字*/.globl _c_int0 /* 中断0对应的函数名*/.globl _c_int1 /* 中断1对应的函数名，以下语句的意义相同*/.globl _c_int2 /* 可以将中断函数名看作中断入口地址*/.globl _c_int3 /* 矢量表的存放不需程序员干预*/.globl _c_int4.globl _c_int5.globl _c_int6.globl _c_int7.globl _c_int8.sect “.vectors”/*用.sect命令自定义一个块，用于存放中断矢量表*/RSVECT B _c_int0 /* 中断0发生后，程序的跳转目的地址*/INT1 B _c_int1 /* 中断1发生后，则跳到c_int1（）函数处*/INT2 B _c_int2 /* 意义同上，下同*/INT3 B _c_int3INT4 B _c_int4INT5 B _c_int5INT6 B _c_int6用汇编器汇编该程序，命令形式：DSPA BOOT.ASM –V2XX 生成BOOT.OBJ文件供链接器使用。
这样，我们就可以按如下形式在C源程序中编写中断函数：void c_intx（）/* x为1—8中之一*/{中断程序的C语句系列；}注意事项：c_int0()是系统入口函数，用户不能编写。
经过上面对命令文件（CMD文件）和中断矢量表的介绍，接下来可以链接命令文件来生成所需要的OUT文件供DSP芯片执行或进行软仿真。
命令形式：DSPLNK CMD文件名例如：DSPLNK EX1.CMD另一种情况是，不使用CMD文件，使用缺省配置，简单介绍如下：命令形式：DSPLNK OBJ文件名参数例如DSPLNK EX1.OBJ BOOT.OBJ –O XX1.OUT –M XX1.MAP以上三步可以用下图描述：四程序的仿真EMURST 仿真器复位命令EMU2XXW EX1.OUT 载入COFF格式的二进制代码仿真运行，有关调试器的使用限于篇幅在此就不做讨论了。