嵌入式C语言开发ADSP21XX系列DSP

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摘要：详细介绍使用VisualDSP开发工具进行ADSP21XX的C语言编程的方法；分析其C语言运行库的结构，并且结合实例介绍C语言工具的使用方法，包括C语言与汇编语言混合编程的方法，从C运行库提取代码用于自己的汇编语言程序的方法、修改运行库的源代码以适应自己开发需要的方法等。

    关键词：DSP VisualDSP 嵌入式C语言 汇编语言

引言

长期以来，在DSP系统开发中，一直把汇编语言作为主要的开发工具；但汇编语言与自然语言差距很大，不易常，而且汇编语言是依赖于处理器的，不利于软件的可重复利用和系统的稳定性，程序不易移植，给开发工作带来了很大的困难。随着嵌入式系统复杂程度的不断提高，用汇编语言编写一个巨大的程度将是困难，甚至是不可能的。为此，AD公司推出了针对ADSP21XX系列DSP的嵌入式C和C++语言集成开发工具，分别是VisualDSP和VisualDSP++系列，这些开发工具提供了C语言和C++语音的开发功能。以下就以笔者在实际开发中的一些经验，结合VisualDSP6.1版本，介绍用C语言开发VisualDSP6.1版本，介绍用C语言开发ADSP21XX的方法。VisualDSP提供了一个开放源码软件组织GNU的C编译器，和一套成熟稳定的C运行时间库（C Run time Library）等。GNU的编译器一向以编译效率高著称，在编译后的代码长度和运行速度方面非常优秀；C运行时间库则把很多重复性的工作，如浮点运行、三角函数、FFT等作为C语言的库函数，提供给用户，大大提高了用户的开发效率和程序的稳定性，降低了开发难度，另外，由于把这些库函数的源代码提供给了用户，还提高了C语言与汇编语言之间的透明性，使用户开发的程序兼具两者的优点。

1 Visual DSP简介

VisualDSP是AD公司的DSP开发工具，主要由可执行文件、库文件和各种帮助文档组成。6.1版本还带有一个基于图形界面，针对21XX系列DSP的软件仿真和调试工具。

VisualDSP的可执行文件包括汇编、编译、链接工具以及可执行文件重新格式化工具等，见表1。

表1 VisualDSP的可执行文件及用途

可执行文件名	用      途
Asmpp.exe*	汇编预处理程序
Asm2.exe*	21XX系列汇编程序的汇编程序
Asm21.exe	21XX系列命令行汇编程序
Ld21.exe	21XX系列链接工具
G21.exe	基于GNU的21XX系列C编译器
Bld21.exe	系统编译工具，产生相应于不同硬件体系的.ACH文件
Lib21.exe	21XX系列的库管理工具
Hspl21.exe	把21XX系列可执行文件变成HIP口可加载的格式
Spl21.exe	把21XX系列可执行文件变成PROM可烧写的格式

注：“*”代表该程序一般不单独使用，而昌由G21.exe或Asm21.exe调用。

VisualDSP套件中的软件仿真调试工具DEBUGAPP，采用Windows图形界面，使用方便。它的主要特点是：可以仿真调试从ADSP2101～2189全系列的DSP；支持断点、单步、全速运行等各种常见调试方法；可以随时查询和修改DSP的程序RAM（PM）、数据RAM（DM）和各寄存器的内容；可以仿真中断，进行可执行程序性能评估（Profile），因此可以进行时序仿真。DEBUGAPP是调试程序和验证复杂算法的极好工具。

VisualDSP6.1还提供了丰富的帮助文档，包括21XX系列的用户手册、汇编和C语言工具以及仿真调试程序的使用手册；还有C运行库的参考手册，列出了所有可用的C库函数。用C语言开发DSP的典型流程如图1所示。

2 C语言运行库结构

C语言运行时间库是位于LIB目录下的*.a文件，是整个C开发工具的核心之一，提供了大量的可以直接调用的库函数。这些库函数的函数原型包含在INCLUDE目录下的头文件中。这些头文件有的还包含一些宏定义。另外，VisualDSP还把这些库函数的汇编语言源代码提供给出了用户，方便了用户从中提取有用的代码，甚至修改源代码，生成新的库，来适应自己的要求。利用LIB21程序，还可以把自己的常用汇编子程序做成库，或是将实时性要求较高的代码用汇编语言来写，做成库，供C语言程序调用。

VisualDSP的C语言运行库由两部分组成：应用程序框架和预定义的各种库函数。

不同的DSP型号有不同的硬件结构、中断向量表，所以对应的应用程序框架库也不同，相应的文件是21*_HDR.DSP.其中*代表不同的DSP型号。应用程序框架的主体是中断向量处理部分，把中断向量引到合适的地址。其中最重要的是对系统复位（RESET_VECTOR）的中断向量的处理：

_Reset_vector：CALL_lib_setup_everything;

CALL main_；

JUMP_lib_prog_term;

NOP；

第一条指令是调用C库函数中的_ _lib_setup_everything函数作程序启动时的初始化工作。接下来，调用C语言程序中的main_函数，进入C程序的主体，也就是进入用户自己程序，开始正常工作。主程序结束后，再调用_lib_prog_term函数，作程序退出时的结尾工作。由于嵌入式系统的特性，系统绝大多数都在主程序运行时被继电了，所以_lib_prog_term得到执行的机会很小。

其它的中断向量由C运行库来管理，汇编指令如下：

_Interrupt2:JUMP_lib_int2_ctrl;NOP;NOP;NOP；

其中的_lib_int2_crtl就是C语言库中控制INT2的函数。如果用户要使用该中断，应先把中断服务程序用一个C库函数Interrupt()

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