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1、TI DSP/BIOS 1IDSPBIOS1前言和概述0. 前言n操作系统(OS, Operating System)n实时系统n实时操作系统(RTOS, Real-Time OS)n通用操作系统和实时操作系统的比较0.1 操作系统n定义及作用：管理和控制计算机系统的软硬件资源资源，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可扩展的工作环境，在计算机和其用户之间起到接口接口的作用。n操作系统分类：批处理，分时，实时，个人计算机, 网络, 分布式0.2 实时系统n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
2、。n最大特点：任务要按时按时完成；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n历史1981. VRTX3280年代末 PSOS90年代中Vxwork,WinCE基于Linux的RTOSn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。n几个重要概念:中断响应时间：发生中断ISR第一条指令 可重入函数：可多个任务调用；使用局部变量抢先式内核：高级任务一就绪就得到响应0.4 通用OS和RTOS的比较nRTOS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
3、否发生其他事情。nRTOS具有嵌入式软件共有的可裁剪、低资源占用、低功耗等特点n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。 n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。n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)。1. DSP/BIOS 概述nDSP/BIOS的定义DSP/BIOS是一个可升级的实时内核。它主要是为需要实时调度和同步以及主机-目标系统通讯和实时监测（Instr
4、umentation）的应用而设计的。 nDSP/BIOS是集成到CCS中的, 不需要额外的费用。但不提供源码。nDSP/BIOS 是 TIs eXpressDSP 技术的重要组成部分。1.1 DSP/BIOS的组件：n抢先式多任务内核n配置工具n实时分析工具nDSP/BIOS API :提供150个DSP/BIOS API给用户，包装在一套模块(Module)中。硬件抽象。DSP/BIOS 配置工具组件模块DSP/BIOS 实时分析工具1.2 为什么使用DSP/BIOS(1)n加快产品进入市场，不需要自己开发和维护一个实时内核但还是有入门学习的台阶： uC/OS-II-源码公开的实时嵌入式操
5、作系统Jean J.Labrosse 著，邵贝贝 译中国电力出版社 2001.n高效地调试实时应用程序：实时统计，数据记录，RTDXDSP/BIOSOSRTOS嵌入式系统编程1.2 为什么使用DSP/BIOS(2)n创建的应用程序稳定性好(Robust)DSP/BIOS是构建于已被证实为有效的技术之上的（ built on industry proven technology ）n在DSP/BIOS基础上开发的软件标准化标准化程度高，可重复使用，减少软件的维护费用。这是最大的优点。nC5000和C6000之间的软件移植迅速。因为两个平台的DSP/BIOS API是标准的。1.3 什么是实时分析
6、n实时分析用于实时捕获和显示数据，供系统级bug的早期检测和诊断使用nDSP/BIOS 提供几种机制实时地获取、传输和显示数据，同时把对程序本身的工作的干扰减少到最小。例如： DSP/BIOS 提供一种“printf“，大概需要40 指令周期. （stdio的printf 1000多个）此外，DSP/BIOS的模块，DSP/BIOS的模块的运行能够被“隐式” 地监测。所以，基于DSP/BIOS的应用程序能够自动观测自己的运行1.4 DSP/BIOS的大小n对于C62x，最小需要程序存储空间的150字，数据存储空间575字。C6201: PM-16KW, DM-16KW 占：0.9%和3.5%n
7、最多需要6500字，占C6201存储空间的20%（7% C6202）。所以多数应用是可接受的。nDSP/BIOS的可裁减性：只把直接或间接调用的模块和API连接到目标文件中1.5 DSP/BIOS支持的平台n支持的DSP:C5000和C6000n支持的平台：EVM, DSK, 第三方开发的板子, 用户自己开发的板子 和 Simulatorn配置模板(Configuration template)使用配置工具配置生成用户自己的.cdb文件 nSimulator中使用DSP/BIOS片上时钟，CLK and PRD modules；Pin Connect tool配置中断管脚，仿真硬件中断。配置工
8、具：生成用户定义的.cdb文件1.6 DSP/BIOS 的模块(Module)DSP/BIOS API被划分为多个模块。根据应用程序模块的配置和使用情况的不同，DSP/BIOS的代码大小从500字到6500字不等。应用程序通过调用API来使用DSP/BIOS，所有的DSP/BIOS API都是按C可调用的形式提供的。只要遵从C的调用约定，汇编代码也可以调用DSP/BIOS API。 分类1.7 命名约定n模块，对象，函数（API）的概念n下面的XXX表示大写的模块名，xxx小写的模块名nxxx.h，DSP/BIOS API的C程序头文件nxxx.h62(.h54)， DSP/BIOS API的
9、汇编程序头文件nBuilt-in的对象和函数： XXX_，配置工具中的默认对象，如:LOG_system是默认的LOG模块的一个对象；TSK_idle是TSK对象，它的函数为_IDL_loop； n函数名XXX_F_ 是DSP/BIOS内部使用的函数。1.8 基于DSP/BIOS的软件开发和传统嵌入式软件开发的不同 （1）nDSP/BIOS中，硬中断处理尽量快，一般不允许中断嵌套中断延迟：中断的关闭时间. 这是实时系统的一个重要指标。n所以传统的中断处理任务在DSP/BIOS应用中一般要划分为两个部分：一个是控制部分，花时间少，放在HWI函数中；另外一部分是处理部分，放在SWI函数或任务处理中
10、1.8 基于DSP/BIOS的软件开发和传统嵌入式软件开发的不同 （2）nDSP/BIOS 提供标准的时标，供整个应用程序参考。如：等待超时的判断也是以这个时标为单位；(超时等待在传统模式中也可实现)nDSP/BIOS 的时钟：高、低分辨率计时和系统时钟；时钟HWI将低分辨率计数器加1；（CLK对象在时钟HWI中执行）系统时钟在在配置工具中设置：默认低分辨率计时和系统时钟系统，系统时钟还可由其它时间驱动。系统时钟驱动PRD模块。高分辨计时是按照定时器的计数寄存器的速率加1的，所以高分辨时间等于计数寄存器的累加次数。1.8 基于DSP/BIOS的软件开发和传统嵌入式软件开发的不同 （3）nDSP
11、/BIOS 提供的实时监测手段丰富，虽然传统方式也可做记录，但是DSP/BIOS有的 功能还是不能实现：实时监测的数据在主机端格式化处理；CPU负载显示；4种API实现实时监测数据的采集：LOG, STS,HST,TRC1.9 一个DSP/BIOS的例子nTutorialvolume2：功能性演示nvolume2程序内容分析：（1）时钟对象dataIO_CLK的函数为dataIO；（2）dataIO中把软件中断processing_SWI的邮箱减1（邮箱初始值为10）；（3）processing_SWI的处理函数为processing；（4）processing的处理时间和参数processingLoad成正比1.9 一个DSP/BIOS的例子（续）n用GEL函数 修改 参数 processingLoadnprocessingLoad = 400nTime tick的比例nprocessing_SWI和KNL_swi的优先级
