CCS开发DSP综合资料一

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1、DMA（直接存储器访问） 辑DMA(Direct Memory Access，直接内存存取) 是所有现代电脑的重要特色，它允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依于 CPU 的大量中断负载。否则，CPU 需要从来源把每一片段的资料复制到暂存器，然后把它们再次写回到新的地方。在这个时间中，CPU 对于其他的工作来说就无法使用。1DMA原理DMA 请求DMA 响应DMA 传输DMA 结束2DMA传送方式停止 CPU 访问内存周期挪用DMA 与 CPU 交替访内1DMA原理DMA 传输将数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间。当 CPU 初始化这个传输动作，传输动作本身是由 DMA 控制器来实行和

2、完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存区。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延，反而可以被重新排程去处理其他的工作。DMA 传输对于高效能 嵌入式系统算法和网络是很重要的。DMA在实现 DMA 传输时，是由 DMA 控制器直接掌管总线，因此，存在着一个总线控制权转移问题。即 DMA 传输前， CPU 要把总线控制权交给 DMA 控制器，而在结束 DMA 传输后，DMA 控制器应立即把总线控制权再交回给 CPU。一个完整的 DMA 传输过程必须经过 DMA 请求、DMA 响应、DMA 传输、DMA 结束 4 个步骤。DMA请求CPU 对 DMA 控制器初始化，并向 I/O

3、 接口发出操作命令，I/O 接口提出 DMA 请求。DMA响应DMA 控制器对 DMA 请求判别优先级及屏蔽，向总线裁决逻辑提出总线请求。当CPU 执行完当前总线周期即可释放总线控制权。此时，总线裁决逻辑输出总线应答，表示DMA 已经响应，通过 DMA 控制器通知 I/O 接口开始 DMA 传输。DMA传输DMA 控制器获得总线控制权后， CPU 即刻挂起或只执行内部操作，由 DMA 控制器输出读写命令，直接控制 RAM 与 I/O 接口进行 DMA 传输。在 DMA 控制器的控制下，在存储器和外部设备之间直接进行数据传送，在传送过程中不需要中央处理器的参与。开始时需提供要传送的数据的起始位置

4、和数据长度。DMA结束当完成规定的成批数据传送后，DMA 控制器即释放总线控制权，并向 I/O 接口发出结束信号。当 I/O 接口收到结束信号后，一方面停 止 I/O 设备的工作，另一方面向 CPU提出中断请求，使 CPU 从不介入的状态解脱，并执行一段检查本次 DMA 传输操作正确性的代码。最后，带着本次操作结果及状态继续执行原来的程序。由此可见，DMA 传输方式无需 CPU 直接控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程，通过硬件为 RAM 与 I/O 设备开辟一条直接传送数据的通路，使CPU 的效率大为提高。2DMA传送方式DMA 技术的出现，使得外围设备可以通过 DMA

5、控制器直接访问内存，与此同时，CPU 可以继续执行程序那么 DMA 控制器与 CPU 怎样分时使用内存呢 ?通常采用以下三种方法：(1)停止 CPU 访内存；(2) 周期挪用；(3)DMA 与 CPU 交替访内存停止 CPU访问内存当外围设备要求传送一批数据时，由 DMA 控制器发一个停止信号给 CPU，要求CPU 放弃对地址总线、数据总线和有关控制总线的使用权DMA 控制器获得总线控制权以后，开始进行数据传送在一批数据传送完毕后，DMA 控制器通知 CPU 可以使用内存，并把总线控制权交还给 CPU图(a) 是这种传送方式的时间图很显然，在这种 DMA 传送过程中，CPU 基本处于不工作状态

6、或者说保持状态优点: 控制简单，它适用于数据传输率很高的设备进行成组传送。缺点: 在 DMA 控制器访内阶段，内存的效能没有充分发挥，相当一部分内存工作周期是空闲的。这是因为，外围设备传送两个数据之间的间隔一般总是大于内存存储周期，即使高速 I/O 设备也是如此。例如，软盘读出一个 8 位二进制数大约需要 32us，而半导体内存的存储周期小于 0.5us，因此许多空闲的存储周期不能被 CPU 利用周期挪用当 I/O 设备没有 DMA 请求时， CPU 按程序要求访问内存；一旦 I/O 设备有 DMA 请求，则由 I/O 设备挪用一个或几个内存周期。这种传送方式的时间图如下图(b) ：?I/O

7、设备要求 DMA 传送时可能遇到两种情况：(1)此时 CPU 不需要访内，如 CPU 正在执行乘法指令。由于乘法指令执行时间较长，此时 I/O 访内与 CPU 访内没有冲突，即 I/O 设备挪用一二个内存周期对 CPU 执行程序没有任何影响。(2)I/O 设备要求访内时 CPU 也要求访内，这就产生了访内冲突，在这种情况下 I/O 设备访内优先，因为 I/O 访内有时间要求，前一个 I/O 数据必须在下一个访问请求到来之前存取完毕。显然，在这种情况下 I/O 设备挪用一二个内存周期，意味着 CPU 延缓了对指令的执行，或者更明确地说，在 CPU 执行访内指令的过程中插入 DMA 请求，挪用了一

8、二个内存周期。 与停止 CPU 访内的 DMA 方法比较，周期挪用的方法既实现了 I/O 传送，又较好地发挥了内存和 CPU 的效率，是一种广泛采用的方法。但是 I/O 设备每一次周期挪用都有申请总线控制权、建立线控制权和归还总线控制权的过程，所以传送一个字对内存来说要占用一个周期，但对 DMA 控制器来说一般要 25 个内存周期(视逻辑线路的延迟而定) 。因此，周期挪用的方法适用于 I/O 设备读写周期大于内存存储周期的情况。DMA与 CPU交替访内如果 CPU 的工作周期比内存存取周期长很多，此时采用交替访内的方法可以使 DMA传送和 CPU 同时发挥最高的效率。这种传送方式的时间图如下：

9、此图是 DMA 与 CPU 交替访内的详细时间图假设 CPU 工作周期为 1.2us，内存存取周期小于 0.6us，那么一个 CPU 周期可分为 C1 和 C2 两个分周期，其中 C1 专供 DMA控制器访内，C2 专供 CPU 访内。这种方式不需要总线使用权的申请、建立和归还过程，总线使用权是通过 C1 和 C2分时制的。CPU 和 DMA 控制器各自有自己的访内地址寄存器、数据寄存器和读/写信号等控制寄存器。在 C1 周期中，如果 DMA 控制器有访内请求，可将地址、数据等信号送到总线上。在 C2 周期中，如 CPU 有访内请求，同样传送地址、数据等信号。事实上，对于总线，这是用 C1，C

10、2 控制的一个多路转换器，这种总线控制权的转移几乎不需要什么时间，所以对 DMA 传送来讲效率是很高的。这种传送方式又称为“透明的 DMA”方式，其来由是这种 DMA 传送对 CPU 来说，如同透明的玻璃一般，没有任何感觉或影响。在透明的 DMA 方式下工作，CPU 既不停止主程序的运行，也不进入等待状态，是一种高效率的工作方式。当然，相应的硬件逻辑也就更加复杂。用 CCS开发 DSP应用程序的代码结构、加电装载及在线编程1、DSP 应用程序代码结构，有三种： 纯汇编； 纯 C 语言； 汇编+C 语言。这三种结构还可插入带 CSL 或不带 CSL 的 DSP/BIOS API。为了加快应用程序

11、的开发，现在的 DSP 程序一般都采用：汇编+C 语言+带 CSL 的 API。其中，汇编代码用于特殊要求，如 Flash 编程及对速度要求很高的关键部分；C 语言则是整个应用程序主框架，但主要是运算处理部分；而与硬件打交道的工作全部由 CSL API 来完成。DSP 应用程序工程模式有两种：调式仿真（debug)模式与应用发布（release)模式。 仿真模式用于开发调式阶段，使用仿真器通过 JTAG 口从 PC 机中下载到 DSP 片内RAM 中运行，可设置断点进行调式，由于是存放在 RAM 中，因此断电后程序会丢失； 应用程序完全调式通过后，必须写入外部 Flash 中，断电后不再丢失。

12、加电后，由引导程序装入 DSP 片内 RAM 运行，这就是产品生产阶段的发布模式。很明显，发布模式的 DSP 应用程序工程（发布工程）比仿真调式阶段的应用程序工程（仿真工程）要复杂些，发布工程除应用程序本身外，还要增加如下处理： 自带的二次引导程序（当应用程序大于 1KB 时）； Flash 在线编程代码； COFF 格式文件到 Flash 用的二进制格式文件（BIN）转换。此外，“发布工程”的 DSP/BIOS 配置文件及连接地址分配文件也要比 “仿真工程”复杂，好在它们可以用 CCS 自带的配置工具通过对话方式来设置生成。2、DSP 应用程序加电装载（Bootload）过程DSP 加电复位

13、后，应用程序从外部 Flash 装入 DSP 片内 RAM 中运行，这个过程称为“加电装载”或“ 引导装载” （Bootload），其流程如下：DSP 加电复位DSP 内置的引导程序将外部 Flash 前 1KB（Flash-boot 区）的二次引导程序装入 DSP 片内 RAM 运行二次引导程序开始运行 二次引导程序将外部 Flash 地址在 1KB 以上的程序 /数据区（Flash-rest 区）装入 DSP 片内 RAM，其中程序部分放入片内程序存储器，从 0 地址开始存放；数据部分放入片内数据存储器的指定区域。装完后跳转到应用程序入口。应用程序开始运行要注意一点的是，DSP 应用程序可

14、配置为好几种装载（Boot）方式，如外部存储器（Flash 、EEPROM 等）、PCI、HPI 、XBUS 等，其中以外部 Flash 最常用。3、DSP 应用程序在线编程DSP 应用程序发布后，一般是存放在目标板的 Flash 中，要将应用程序写入 Flash，最容易想到的方法是使用通用编程器，但这要求 Flash 是可拆卸的，而且最好是 DIP 封装的，如果是表贴且焊死在目标板上的，就只有使用在线编程方法了。与一般的 MCU 在线编程（ISP）不同， TI 公司并没有提供工具来完成这一工作，只有用户自己编程来实现。通常有两种方法可以使用： 根据所使用的 Flash 型号，设计一个专用 D

15、SP 程序，该程序用仿真器下载至 DSP 片内RAM 运行，然后由它将应用程序目标代码文件写入 Flash 中。 如果目标板上有 USB 接口，可以在应用程序中插入一段专门写 Flash 的代码，在应用程序运行中，由 PC 机通过 USB 口将待更新的应用程序传至 DSP 片内未用 RAM 区，再由应用程序中的专用程序将其写入 Flash 覆盖原来的老程序，加电复位后装载运行的就是新程序了。在 TI DSP开发板中烧写 Flash程序实现在 FLASH 存储器烧写程序一般有以下三种方法：一是通过编程器下载烧写；二是通过开发商提供的专门软件工具+在线仿真器烧写；三是自己编程通过 DSP 烧写。个

16、人使用的是合众达电子 SEED-VPM642 开发板，在最新版本例程中提供了专用的烧写软件SeedConvertTool.exe；但为了实现通用的 FLASHBURN 烧写，我进行了一些尝试以便了解程序烧录过程及运行情况。实现 Bootloader 自引导功能，除了需要生成可执行文件（ .out），还需要进行如下步骤：1、合理配置工程文件(.pjt): 需要添加一个 boot.asm 文件（做搬移时一些初始化和跳转工作），另外工程中.cmd 文件也需要为 bootloader 保留空间。2、将添加了 boot.asm 和修改 cmd 后重新生成的.out 文件转化为.hex 文件，这时需要一个转换.cmd 文件（这个.cmd 文件与工程文件中.cmd 完全不同，前者是为了指明 flash 的属性（大小，数据宽度，起始地址和产生文件名）以实现转换.out 文件为 flash 兼容的.hex文件，不能混淆）。3、最后通过 Flashburn 工具将.hex 文件写入