1、摘要:目前很多嵌入式系統(tǒng)以DSP 為核心構建，但是，采用匯編語言開發(fā)DSP 系統(tǒng)存在開發(fā)難度大、開發(fā)周期長、維護性差等缺點，應用C 語言開發(fā)DSP 系統(tǒng)是廣大嵌入式開發(fā)者的迫切要求。有關單片機的C 語言開發(fā)有相當多的資料可以參考，而DSP 系統(tǒng)的C 語言開發(fā)卻很少見。本文以TI 公司的DSP 器件TMS320F24X 系列為例，講述怎樣用C 語言開發(fā)一個完整的DSP 嵌入式系統(tǒng)。 大家在開發(fā)嵌入式產(chǎn)品時首先會想到用控制器的匯編語言編寫*程序，主要原因是：一、匯編語言生成的程序?qū)亩M制代碼少，程序執(zhí)行要比高級語言生成的程序快。二、控制器剛問世時，沒有相應的高級語言可供使用。三、存儲器的價格問

2、題和尋址空間的限制。 以上所述問題目前都基本上解決了，在這就不闡述了。實際情況是：在單片機的應用領域，開發(fā)者開始使用C語言進行開發(fā)了。大家發(fā)現(xiàn)用高級語言開發(fā)嵌入式產(chǎn)品是如此輕松，并且C語言程序編譯后的二進制代碼也非常短小精練。 目前使用最多的數(shù)字信號處理器（DSP）是美國TI公司的TMS320家族，而工業(yè)控制上用的最多的又是TMS320F2XX系列，TI公司為每一個DSP 芯片提供了匯編語言和C語言供開發(fā)者選用，本人一直使用C語言進行產(chǎn)品開發(fā)，而目前很少見到這方面的介紹，所以特撰此文以TMS320F240為例，向各位同行推薦用C語言開發(fā)DSP嵌入式系統(tǒng)。1、DSP的C語言的特殊性 大家在使用5

3、1系列C語言時已經(jīng)注意到，控制器的C語言和PC機上使用的C有一個顯著的特點：經(jīng)常要對硬件操作，程序中有大量針對控制器內(nèi)部資源進行操作的語句。所以，開發(fā)者要明白怎樣用C語言來操縱控制器的內(nèi)部資源，既怎樣用C語句操作寄存器和內(nèi)部存儲器等。舉個例子，在51匯編中我們寫 MOV A，#20H，匯編程序能夠識別A是指累加器，而在51 C程序中我們寫 ACC=32；，編譯器能夠識別ACC是指累加器而不是一般的變量。即每一個寄存器都有一個專有名字供開發(fā)者使用，它們定義在一個頭文件reg51.h 中，程序員只需在程序的開始部分用#include“reg51.h”語句將該文件包含進來即可。注意：這些寄存器的名字

4、不能用做變量名。同樣，在TMS320F240的C語言中也有一個頭文件C240.H定義各個寄存器的名稱，這里摘錄幾條語句進行介紹。比如：#define IMR （PORT）0x0004）#define XINT1_CR （PORT）0x07070）IMR 、XINT1_CR就對應兩個寄存器，實際是寄存器的地址，用高級語言的說法是指針。我們也在程序的開始部分用#include“c240.h”語句將該文件包含進來。這樣，在DSP的C語言中使用它們只需在前面加一個星號（*），例如，*IMR=0X1010；/* 將16進制數(shù)1010H賦給IMR寄存器 */*XINT1_CR=0X0A0B0；/*將16進

5、制數(shù)A0B0H賦給XINT1_CR寄存器 */ 開發(fā)者最好將c240.h這個文件打印出來，弄清楚各個寄存器的定義名稱。至于不涉及硬件的語法和ANSI 語法一樣，需要注意的是，有些ANSI標準中的函數(shù)在DSP的編譯器中不提供，讀者可以參考DSP編譯器的C語言手冊。搞清楚了這些特殊性，由匯編語言轉(zhuǎn)到C語言開發(fā)是很容易的事，當然，沒有匯編語言編程基礎的人同樣可以用C語言開發(fā)DSP應用系統(tǒng)。 有關嵌入式系統(tǒng)的C語言編程可參考單片機與嵌入式系統(tǒng)應用2001年1到6期上馬忠梅的“嵌入式C編程技術”，本文不做討論。下面只針對以TMS320F240芯片為處理器的嵌入式C語言編程進行闡述，希望能夠指導讀者進行具

6、體操作。2、TMS320F240芯片的C語言開發(fā)過程簡單地說，整個過程包括以下五個步驟：編輯C語言源程序 編譯源程序（注意編譯參數(shù)） 鏈接目標文件（注意用CMD文件） 在線仿真 固化程序 下面分別進行闡述。一 源程序的編輯 可以用任何一個編輯器書寫源程序，如EDIT、NOTEPAD等，最后以.C為后綴存盤。源代碼可以寫在一個C文件中，也可寫在多個C文件中，有些預定義變量和函數(shù)原型聲明可以集中放在一個頭文件中。注意事項：不要忘記在C程序的前面用 #include “c240.h”將寄存器定義文件包括進來。二 源程序的編譯 源程序編輯好后可以用DSPCL編譯程序進行編譯，生成OBJ文件。使用格式：

7、 DSPCL 源文件名 參數(shù)例如：DSPCL EX1.C V2XX GK MN常用參數(shù)的意義：V2XX：表示C編譯器選擇處理器2XX系列GK：保留編譯生成的匯編文件（.ASM文件）MN：進行正常優(yōu)化其他參數(shù)請參考DSP編譯器的手冊。如果有多個源文件，分別編譯。每一個源文件經(jīng)編譯后產(chǎn)生一個OBJ文件和ASM文件。三 目標文件的鏈接（一） TI公司的COFF文件格式 TI 公司新的匯編器和編譯器創(chuàng)建的目標文件采用COFF的目標文件格式（Common Object File Format）采用COFF格式有利于模塊化編程，為管理代碼段和目標系統(tǒng)存儲器提供更加強有力和靈活的方法?；贑OFF格式編寫匯

8、編程序或C語言程序時，不必為程序代碼和變量指定目標地址，為程序編寫和程序移植提供了極大的方便。 COFF格式的基本思想是：鼓勵程序員在用匯編語言或C語言編程時運用代碼塊和數(shù)據(jù)塊的概念。這種塊稱為SECTION，是目標文件中的最小單位。所有的塊分為兩大類：已初始化塊和未初始化塊，已初始化塊包含程序代碼和數(shù)據(jù)，未初始化塊是為未初始化的數(shù)據(jù)在存儲器中的保留塊。C編譯器對C程序編譯后產(chǎn)生已初始化塊和未初始化塊，已初始化塊如 .text 塊、 .const 塊、.cinit塊 ；未初始化塊如.bss 塊。舉個例子，當程序員用C語句 floatdata100；定義一個數(shù)組時不需要指定這100個數(shù)組元素的具

9、體位置，編譯器會在數(shù)據(jù)區(qū)預留所需空間，到鏈接時鏈接器會具體定位。（二） 鏈接器對塊的處理 鏈接器對塊的處理有兩個功能：其一，將COFF目標文件中的塊用來建立程序塊和數(shù)據(jù)塊，并將這些塊組合成可以被DSP芯片執(zhí)行的COFF輸出模塊；其二，鏈接器為輸出塊指定存儲位置。 鏈接器提供兩個命令實現(xiàn)上述功能：MEMORY和SECTIONS。MEMORY命令定義目標系統(tǒng)的存儲器，程序員可以定義每一塊存儲器并指定起始地址和長度；SECTIONS命令用來定義輸入塊的組合和輸出塊在存儲器中的存放位置。若不用MEMORY和SECTIONS命令，鏈接器采用缺省的分配算法；推薦使用這兩個命令，但要注意這兩個命令在CMD文

10、件（鏈接器命令文件）中使用。下面分析一個TMS320F240芯片的典型CMD 文件。（假設文件名EX1.CMD）1、 CMD文件的構成及其詳細解釋BOOT.OBJ /* F240的中斷矢量表，參見后面的說明 */EX1.OBJ /* 源程序編譯后對應的目標文件 */* 若程序有多個目標文件，一塊寫在這里 */-STACK 0X400 /* 設定系統(tǒng)堆棧 */-C /* ROM初始化 */-O EX1.OUT /* 輸出的文件名 */-M EX1.MAP /* 輸出映像文件名 */-L RTS2XX.LIB /* 鏈入RTS2XX.LIB庫 */MEMORY /*MEMORY命令規(guī)定系統(tǒng)的存儲器

11、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 /* 內(nèi)部RAM B2 */PAGE 1：RAM_B1：origin=0300h，length=0100h /* 內(nèi)部RAM B1 */PAGE 1：RAM_B0：origin=0100h

12、，length=0100h /* 內(nèi)部 RAM B0 */PAGE 1：RAM_EX：origin=0d000h，length=2800h /* 外部擴展RAM */SECTIONS /* SECTIONS 命令規(guī)定了程序中塊的具體分配方法 */.vectors：load=ROM0 /* 規(guī)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 /* 系統(tǒng)程序的存放位置 */.bss load=RAM_B0 /*未初始化數(shù)據(jù)的存放位置 */.const load=RAM_B1 /* 已初始化數(shù)據(jù)的存放位置 */2、TMS32

13、0F240鏈接時所需的中斷矢量表文件TMS320F240的目標文件在鏈接時要用到中斷矢量表，中斷矢量表用匯編語言編寫，和具體的DSP芯片有關，假設TMS320F240的中斷矢量表對應的匯編程序為BOOT.ASM，匯編后的文件名為BOOT.OBJ。下面是一個典型的矢量表文件（假設程序名為BOOT.ASM）。.port /* 定義中斷函數(shù)的名字 */.globl _c_int0 /* 中斷0對應的函數(shù)名 */.globl _c_int1 /* 中斷1對應的函數(shù)名 ，以下語句的意義相同*/.globl _c_int2 /* 可以將中斷函數(shù)名看作中斷入口地址 */.globl _c_int3 /* 矢

14、量表的存放不需程序員干預 */.globl _c_int4.globl _c_int5.globl _c_int6.globl _c_int7.globl _c_int8.sect “.vectors”/*用.sect命令自定義一個塊，用于存放中斷矢量表 */RSVECT B _c_int0 /* 中斷0發(fā)生后，程序的跳轉(zhuǎn)目的地址 */INT1 B _c_int1 /* 中斷1發(fā)生后，則跳到c_int1（）函數(shù)處 */INT2 B _c_int2 /* 意義同上，下同 */INT3 B _c_int3INT4 B _c_int4INT5 B _c_int5INT6 B _c_int6用匯編器匯

15、編該程序，命令形式：DSPA BOOT.ASM V2XX 生成BOOT.OBJ文件供鏈接器使用。這樣，我們就可以按如下形式在C源程序中編寫中斷函數(shù)：void c_intx（） /* x為18中之一 */中斷程序的C語句系列；注意事項：c_int0()是系統(tǒng)入口函數(shù)，用戶不能編寫。經(jīng)過上面對命令文件（CMD文件）和中斷矢量表的介紹，接下來可以鏈接命令文件來生成所需要的OUT文件供DSP芯片執(zhí)行或進行軟仿真。命令形式：DSPLNK CMD文件名 例如：DSPLNK EX1.CMD另一種情況是，不使用CMD文件，使用缺省配置，簡單介紹如下：命令形式：DSPLNK OBJ文件名 參數(shù)例如 DSPLNK

16、 EX1.OBJ BOOT.OBJ O XX1.OUT M XX1.MAP以上三步可以用下圖描述： 四 程序的仿真EMURST 仿真器復位命令EMU2XXW EX1.OUT 載入COFF格式的二進制代碼仿真運行，有關調(diào)試器的使用限于篇幅在此就不做討論了。五 程序的固化 程序仿真運行正確后，需要固化到FLASH ROM中，TMS320F240內(nèi)部有16K字的FLASH ROM可以用來固化程序，而不需要外擴EPROM（程序不大于16K字的情況下）。 TI公司提供有固化程序的軟件，可以通過仿真器經(jīng)JTAG口將程序?qū)懭胄酒瑑?nèi)。目前發(fā)展了一種新的固化技術，可以通過串口寫入DSP芯片，特別適合于現(xiàn)場調(diào)試。

17、下面介紹通過JTAG口的固化方法。首先用EMURST命令復位調(diào)試器，然后執(zhí)行下面三個批處理文件。第一步，執(zhí)行BC0.BAT 批處理文件，將FLASH ROM 清除（CLEAR），使全為0。第二步，執(zhí)行 BE0.BAT 批處理文件，將FLASH ROM 擦除（ERASE），使全為1。以上兩步不需要修改軟件包中自帶的這兩個BAT文件。第三步，執(zhí)行BP16K.BAT 批處理文件，將自己的OUT文件寫入到DSP內(nèi)部的FROM中。執(zhí)行這一步之前，要先修改BP16K.BAT，將待寫入的OUT文件替換成自己的OUT文件，下面看一下這個批處理文件。假設軟件包的安裝目錄為C：DSP，該目錄下有一個子目錄SRC。

18、prg2xx -p 240 -m 0x0006 -w 6 srcc2xx_bpx.out 要寫入的OUT文件如果要將EX1。OUT寫入到DSP的FLASH中，則執(zhí)行下面的命令：prg2xx -p 240 -m 0x0006 -w 6 srcc2xx_bpX.out c:dspEX1.out經(jīng)過以上步驟既完成了程序固化，可以將系統(tǒng)放到現(xiàn)場實驗了。注意:固化程序時,CPU的一定要工作在20MHz的頻率下。在SRC子目錄下有一個配置文件C240_CFG.I文件，讀者可以根據(jù)程序說明并結(jié)合自己系統(tǒng)的外部晶振頻率將CPU的工作頻率設為20MHz（寫入時的頻率）。結(jié) 論本文以TMS320F240的開發(fā)為例

19、，介紹了怎樣用C語言開發(fā)DSP系統(tǒng)的全過程，希望對讀者會有所啟發(fā)和幫助。有關怎樣用C語言編程使用 TMS320F240內(nèi)部其他資源（如：定時/比較器、ADC、SCI、SPI、中斷器）和怎樣擴展DSP的外圍電路等編程技術見后面的敘述。本文來自: DZ3W.COM 原文網(wǎng)址：直到接觸到DSP，由于使用TI的庫文件例程的緣故，對結(jié)構體，聯(lián)合體等有了進一步的了解，也對一個工程變量的使用有了更深的認識。下面對談談對DSP C剛?cè)腴T者的一些建議：DSP程序的定位配置CMD文件，要求熟悉DSP的存儲器結(jié)構。這一部分對接觸硬件多一些的新手很容易，其實也就是配置一般的C語言編譯器的一部分，比如AVR單片機的頭文件，cpu選擇等在DSP中就是這一部分完成。另外還要注意TI例程中對加密位，看門狗的處理。 當然是C語言的一些基礎了：運算符，優(yōu)先級，幾個基本流程控制語句。這些無論是什么C平臺運行都一樣的，基礎中的基礎。但是也很容易因為這些基礎的簡單的問題，導致一些很郁悶的結(jié)果。也是因為對這些基礎的概念的理解深