Глава 5. Система прерываний

В этой главе описывается система прерываний процессора, позволяющая процессору оперативно реагировать на различные события.

Диспетчер прерываний позволяет процессору реагировать на одиннадцать возможных прерываний и сброс. Все векторы прерываний процессора ADSP-2181 представлены в табл. 5.1.

Таблица 5.1 Векторы прерываний сигнального процессора ADSP-2181

Прерывания в процессоре имеют различную приоритетность, от 0 до 11. При возникновении любого из прерываний, процессор выполняет переход на подпрограмму обработки соответствующего прерывания, адрес которой заложен в векторе данного прерывания. Адреса векторов прерываний расположены в самом начале программной памяти процессора через четыре 24-разрядных слова команды, что позволяет производить простую обработку или выход из прерывания на месте, без перехода на подпрограмму обработчика прерывания. В противном случае может быть выполнен безусловный переход на подпрограмму обработчика прерывания командой jump.

Процессор ADSP-2181 имеет четыре вывода для поддержки внешних прерываний: IRQ2, IRQL0, IRQL1 и IRQE. Кроме того, благодаря возможности SPORT1 быть переконфигурированным на выводы флагов FLAG_IN, FLAG_OUT и прерываний IRQ0, IRQ1, процессор может иметь еще два входа внешних прерываний вместо внутренних прерываний SPORT1. В результате, в общей сложности процессор может иметь шесть внешних прерываний.

Помимо внешних прерываний, процессор имеет и внутренние источники прерываний. Источниками внутренних прерываний являются таймер, байтовый порт BDMA, два последовательных порта SPORT1 и SPORT2, программное прерывание сброса и прерывание, вызываемое снижением напряжения питания.

Все прерывания, кроме немаскируемого и сброса, можно запретить с помощью регистра IMASK (см. табл.1). Кроме того, можно программно сгенерировать или сбросить некоторые прерывания с помощью регистра IFC.

Процессор реагирует на уровень сигналов на выводах прерываний IRQL0 и IRQL1. Прерывание IRQE возникает по фронту изменения сигнала на этом выводе. Чувствительность процессора к сигналам IRQ0, IRQ1 и IRQ2 определяется программно, с помощью регистра ICNTL.

В следующей главе будет рассмотрена система команд процессора, с помощью которой осуществляются запись и чтение всех перечисленных здесь регистров и ячеек памяти самого процессора, а также операции сложения, умножения, ввода-вывода, управления программируемыми флагами и др.

Часть II. Программирование

В этой части книги описывается создание первой рабочей программы для сигнального процессора и ее трансляции для получения исполняемого кода. Дается описание процедуры загрузки и портов, через которые возможна данная операция. Приводится описание разработанного автором устройства для загрузки программ, просмотра и редактирования памяти процессора с помощью компьютера. Описываются назначение и работа специальной программы менеджера памяти. Дается описание директив ассемблера, формата данных и система команд для сигнального процессора.

Глава 6. Первая программа

В этой главе говорится о создании программ для сигнального процессора, инструментальном программном обеспечении, отладке и способах загрузки программ в сигнальный процессор.

Начнем изучение программирования сигнального процессора с конкретного примера программы, приведенной ниже. Эта программа поможет нам в изучении структуры программы, системы команд процессора и средств разработки, а также позволит на практике освоить процедуру отладки и загрузки программы в память процессора.

Введите текст этой программы в компьютер с помощью любого текстового редактора и сохраните в файле с именем mem_clr.dsp или скопируйте с компакт-диска, прилагаемого к данной книге.

/***********************************************************/

/* Программа mem_clr загружается в память программ и после */

/* запуска заполняет память данных сигнального процессора  */

/* с адреса 0x0000 по адрес 0x3fdf числовыми значениями    */

/*                                                         */

/* Версия: 1.0                                             */

/* Автор:  О.Д.Вальпа                                      */

/***********************************************************/

.module/RAM/ABS=0 mem_clr;       Модуль памяти mem_clr с адреса 0  

.include <def2181.h>;            Включить файл определений         

.var/dm/ram/circ buf_dm[0x3fdf]; Циклический буфер в памяти данных BEGIN; nop; nop; nop;  Вектор прерывания сброса процессора ; nop; nop; nop;         Вектор прерывания IRQ2              ; nop; nop; nop;        Вектор прерывания IRQL1             ; nop; nop; nop;        Вектор прерывания IRQL0             ; nop; nop; nop;        Вектор прерывания SPORT0 TX         ; nop; nop; nop;         Вектор прерывания SPORT0 RX         ; nop; nop; nop;        Вектор прерывания IRQE              ; nop; nop; nop;        Вектор прерывания BDMA              ; nop; nop; nop;        Вектор прерывания SPORT1 TX (IRQ1)  ; nop; nop; nop;        Вектор прерывания SPORT1 RX (IRQ0)  ; nop; nop; nop;        Вектор прерывания TIMER             ; nop; nop, nop;        Вектор прерывания POWER DOWN       

/************** начало программы ************************************/:                                      Метка начала программы

 ax0 = b#0111111110000000; dm(pftype) = ax0; Инициализация флагов PF

        │└┬┘││││76543210                                           

        │ │ ││││└+++++++ - PF0-PF7: 0-вход 1-выход                 

        │ │ │││└──────── - PM - выход -CMS                         

        │ │ ││└───────── - DM | 0-запрещен                         

        │ │ │└────────── - BM | 1-разрешен                         

        │ │ └─────────── - IOM--                                   

        │ └───────────── - От 0 до 7 циклов задержки BDMA          

        └ He используется, всегда=0                                 

 ax0 = b#0000000010000000; dm(PFDATA) = ax0;Управление светодиодом

                76543210                                          

                │   └──┴ - Вход:Код клавиш                        

                └─────── - Выход:Светодиод                        

 i0 = ^buf_dm;        Индексный регистр i0=адресу начала буфера    

 l0 = %buf_dm;       Регистр длины l0=длине буфера                

 m0 = 1;             Регистр модификатора m0=1                    

 ar = 0x1234;        Записать данные в рабочий регистр ar         

 cntr=10;            Загрузить счетчик циклов                     

 do CLR_DM until се; Выполнять до CLR_DM пока счетчик не обнулится

  dm(i0, m0) = ar;   Заполнение очередной ячейки памяти данных    

 CLR_DM:nop;         Пустая команда                                

 toggle fl2;         Инвертировать вывод процессора FL2           

 dm(0) = ar;         Заполнение ячейки памяти данных с адресом 0  

 ar = ar + 1;          увеличивающимися значениями                 

 ax0 = dm(PFDATA);   Читать код клавиш                            

 dm(1) = ax0;          и записать в ячейку памяти данных по адресу 1

 jump CLR_DM;        Зациклить программу                          

.endmod;             Конец программы                              

Имя данного файла можно изменить на любое другое, длиной от одного до восьми символов, разрешенных для имен файлов. Расширение «dsp» выбрано не случайно. При трансляции программы, компилятор будет искать файл программы именно с таким расширением. Если он не найдет такой файл, то выведет сообщение Preprocessor failed to open mem_clr.dsp.

Рассмотрим структуру и состав приведенного выше файла. Как видно из примера, в начале файла программы находится описание назначения программы, ее версии и пр. атрибуты, заключенные между символами /* и */ в качестве комментариев. Далее следуют три строки директив с комментариями, описывающими назначение этих директив и заключенными между фигурными скобками. Фигурные скобки также предназначены для вставки комментариев в программу. Файл def2181.h, включаемый в файл программы с помощью директивы #include, состоит из строк, присваивающих символьным именам регистров значение их адресов в области памяти данных процессора.

Использование символьных имен позволяет записывать в программе не конкретные цифровые значения адресов или данных, а их словесные описания, более понятные и легче запоминающиеся. Это делается для придания программе наглядности, предотвращения машинальных ошибок во время ее создания и облегчения ее понимания. Содержимое файла def2181.h приведено ниже.

.const IDMA=                0x3fe0;

.const BDMA_BIAD=           0x3fe1;

.const BDMA_BEAD=           0x3fe2;

.const BDMA_BDMA_Ctrl=      0x3fe3;

.const BDMA_BWCOUNT=        0x3fe4;

.const PFDATA=              0x3fe5;

.const PFTYPE=              0x3fе6;

.const SPORT1_Autobuf=      0x3fef;

.const SPORT1_RFSDIV=       0x3ff0;

.const SPORT1_SCLKDIV=      0x3ff1;

.const SPORT1_Control_Reg=  0x3ff2;

.const SPORT0_Autobuf=      0x3ff3;

.const SPORT0_RFSDIV=       0x3ff4;

.const SPORT0_SCLKDIV=      0x3ff5;

.const SPORT0_Control_Reg=  0x3ff6;

.const SPORT0_TX_Channels0= 0x3ff7;

.const SPORT0_TX_Channels1= 0x3ff8;

.const SPORT0_RX_Channels0= 0x3ff9;

.const SPORT0_RX_Channels1= 0x3ffa;

.const TSCALE=              0x3ffb;

.const TCOUNT=              0x3ffс;

.const TPERIOD=             0x3ffd;

.const DM_Wait_Reg=         0x3ffe;

.const System_Control_Reg=  0x3fff;

Описание этих символьных имен и их соответствие адресам памяти данных процессора приведено в табл. 6.1.

Таблица 6.1 Описание символьных имен регистров управления и состояния процессора ADSP-2181

Как видно из содержимого данного файла, в каждой его строке производится директивное назначение определенному символьному имени конкретного числового значения. Символьные имена могут быть произвольными, важно только, чтобы они одинаково записывались в данном файле и в самой программе. В дальнейшем мы часто будем использовать символьное описание регистров, для обращения к ним по записи или чтению из программы. В частности, в нашей программе mem_clr.dsp содержатся строки команд для обращения к регистру конфигурирования PFTYPE и регистру данных PFDATA программируемых флагов PF процессора. Файл def2181.h должен находиться в том же каталоге, в котором будет храниться файл программы во время ее трансляции. Иначе компилятор выдаст сообщение об ошибке во время компиляции программы.

Далее, в файле программы начинается запись команд. Поскольку с нулевого адреса памяти программ должны быть записаны векторы прерываний или их обработчики, первой располагается команда перехода jump BEGIN на начало программы, а затем команды возврата из прерывания rti для каждого из прерываний процессора. Все команды должны заканчиваться точкой с запятой, в соответствии с требованиями синтаксиса ассемблера. Заметьте, что в одной строке присутствует сразу несколько команд. Такая запись допускается компилятором ассемблера. Так как для каждого вектора прерывания в памяти программ отведено по четыре 24-разрядных ячейки памяти, а каждая команда процессора занимает одну 24-разрядную ячейку памяти, то оставшиеся неиспользованные ячейки памяти заполняются пустыми командами пор. Сразу же после метки BEGIN записаны команды инициализации конфигурационного регистра флагов PFTYPE с помощью рабочего регистра ax0 блока ALU процессора. Непосредственная запись константы в память данных не поддерживается процессором. Ниже располагаются строки комментариев с пояснением назначения каждого бита регистра флагов PFTYPE. Подобные записи позволяют хорошо документировать программу и облегчают тем самым ее отладку и последующее сопровождение. Аналогично описанным выше записям, в программе присутствуют строки команд записи в регистр данных PFDATA программируемых флагов слова управления светодиодом. Далее следуют команды инициализации некоторых регистров сигнального процессора. В частности, команда i0 = ^buf_dm; производит инициализацию индексного регистра, входящего в блок DAG сигнального процессора, т.е. присваивает индексному регистру i0 значение адреса начала буфера buf_dm, располагающегося в памяти данных процессора. Аналогично происходит инициализация других регистров этого блока и инициализация регистра ar блока ALU. Я намеренно указал на принадлежность регистров блокам процессора, для того чтобы показать связь между архитектурой процессора и выполняемой программой и тем самым облегчить понимание того, что происходит в самом процессоре при выполнении перечисленных команд программы. Далее в программе организуется циклическое заполнение памяти данных процессора значением регистра ar. После чего организуется цикл, состоящий из команд инвертирования выходного флага FL2 процессора и заполнения нулевой ячейки памяти регулярно увеличивающимся значением из регистра ar. Кроме того, в данном цикле организовано чтение состояния входов PF0-PF3 процессора и запись этих значений в ячейку памяти данных по адресу 1. Это сделано для того, чтобы при работе программы можно было увидеть с помощью осциллографа генерацию сигнала на выводе FL2, а также следить за изменением значений ячеек памяти с помощью симулятора или других аппаратно-программных средств, убеждаясь тем самым в правильной работе программы и нормальном функционировании процессора. Завершает программу директива окончания модуля программы endmod. В общем случае структура файла должна быть следующей:

/* Строки комментариев, описывающие */

/* название и назначение программы */

.Директива начала и названия модуля программы

.Директива 1

.Директива 2

 ...

.Директива N

Метка1:  Команда1 и операторы; /*Комментарии*/

Метка2:  Команда2 и операторы; /*Комментарии*/

 ...

МеткаN:  КомандаN и операторы; /*Комментарии*/

.Директива окончания программы

Естественно, что комментарии, некоторые директивы, метки и команды с операторами могут отсутствовать в программе. Здесь приведен лишь общий пример записи программ.

Директивы и команды заранее определены языком программирования и не допускают произвольных записей. Метка может состоять из произвольного набора букв, символа подчеркивания и цифр без пробелов, начинающихся с буквы, длиной не более 32 символов, и должна заканчиваться двоеточием. Команды могут записываться в верхнем или нижнем регистре. Компилятор по умолчанию не распознает регистр записей программы, т.е. является контекстно-независимым, и допускает запись комментариев, директив, меток и команд с операторами в любом регистре. Это необходимо учитывать при задании имен меткам. Так, например, метка MET1: и met1: будут восприниматься компилятором как одна и та же, что приведет к сообщению об ошибке. Для того чтобы компилятор различал регистр букв, необходимо включить в строку его запуска ключ -с. Комментарии могут содержать любые наборы произвольных символов в одной или нескольких строчках, заключенных между открывающейся и закрывающейся фигурной скобкой или между символами /* и */.

Позже мы рассмотрим более подробно все разрешенные директивы и систему команд процессора. Но вначале доведем процедуру программирования процессора на примере нашей программы до конца. Надеюсь, это поможет пробудить живой интерес к изучению и позволит быстрее освоить на практике программирование сигнального процессора. Итак, после создания файла с программой нам необходимо выполнить его трансляцию, для получения машинных кодов и загрузить в симулятор для отладки. После отладки программы ее можно будет загрузить в память процессора для выполнения.

Для трансляции программы с целью получения машинного загрузочного кода для процессора нам потребуются программные средства разработки. Семейство процессоров ADSP сопровождается полным набором программного обеспечения (трансляторы и эмуляторы) и аппаратных отладочных средств (отладочные комплекты и внутрисхемные эмуляторы), предоставляемые фирмой Analog Device для разработки программ и облегчения процесса освоения программирования на практике.

На сегодняшний день существует два программных пакета кросс средств для разработки и отладки программ для сигнального процессора ADSP-2181. С появлением новых процессоров продолжают добавляться дополнительные инструментарии разработки программ. Первый из этих пакетов входит в поставку отладочного комплекта EZ-KIT Lite и работает под управлением операционной системы DOS, или в режиме эмуляции DOS под Windows. Второй пакет Visual DSP, более позднего происхождения, распространяется самостоятельно и работает под управлением операционной системы Windows. Все кросс средства доступны на сайте компании Analog Device по адресу www.analog.com. Каким из этих пакетов пользоваться, обычно решает сам пользователь. Каждый из пакетов имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому познакомим читателей с обоими пакетами поочередно, а они сами сделают свой выбор. Вначале рассмотрим пакет кросс средств для работы под DOS. Данные средства разработки для сигнальных процессоров ADSP-2181 включают в себя:

• System Builder (системный конфигуратор (построитель) программы). Это программный инструмент для описания особенностей оборудования. Он определяет структуру аппаратной системы, позволяя разработчику указать количество доступной памяти, местоположение программной памяти и памяти данных и любого отображенного в память порта ввода-вывода для аппаратного окружения. Данный построитель использует высокоуровневые конструкции, записываемые программистом в файле с расширением sys. После обработки данного файла построитель формирует файл архитектуры с расширением ach. Файл архитектуры используется в дальнейшем компоновщиком, симулятором и эмулятором. Допускается не выполнять процедуру системного конфигурирования при использовании готового файла архитектуры для конкретного процессора.

• C compiler (компилятор языка Си). Осуществляет проверку и преобразование текстов программы, написанных на языке Си формата ANSI, в тексты программ на языке ассемблер семейства ADSP-21XX. Кроме того, он поддерживает встроенный ассемблерный код. Данный компилятор необходим только для трансляции программ, написанных на языке Си. При создании программ на языке ассемблера компилятор Си не используется.

• Assembler (ассемблер-компилятор). Преобразует тексты программ, написанных на языке ассемблера, в объектный (машинный) код процессора. Он поддерживает высокоуровневый синтаксис набора команд и осуществляет полную проверку синтаксиса программы. Кроме того, компилятор поддерживает гибкую структуру макросов и включение дополнительных файлов с помощью директивы include с помощью программы препроцессора. Как правило, компилятор состоит из нескольких программных утилит.

• Linker (компоновщик). Объединяет отдельно ассемблированные модули программы (отдельные файлы с текстами программ) в единый связанный машинный код. При необходимости, на этапе компоновки программы используется программа библиотекаря, для создания законченных программных библиотек, включаемых впоследствии в основную программу.

• Simulators (симулятор). Позволяет отлаживать программы путем имитации работы сигнального процессора в памяти персонального компьютера. Интерактивный пользовательский интерфейс симулятора поддерживает полное символическое ассемблирование и дизассемблирование эмулируемых команд. Симулятор полностью эмулирует конфигурацию аппаратного обеспечения, описанную с помощью файла архитектуры. Он обеспечивает покомандное выполнение ассемблерного кода ADSP-2181 и позволяет отображать на экране монитора внутренние регистры и память процессора.

• Splitter («сплиттер» — распределитель). Эта программа-утилита по выходным данным компоновщика формирует файл для прошивки ПЗУ, из которой автоматически может производиться загрузка программы в память процессора через порт BDMA.

Из описания кросс средств, изложенного выше, становится понятно, что при трансляции программ, написанных на языке ассемблера, можно исключить операции системного конфигуратора программы и компилятора языка Си.

Полный пакет кросс средств можно приобрести вместе с отладочным комплектом EZ-Kit Lite у представителей фирмы Analog Device. Облегченную версию кросс средств, для сигнального процессора ADSP-2181 под управлением операционной системы DOS, можно скачать с сайта www.xxivek.narod.ru. В качестве отладочного средства при этом можно использовать тестовую плату, описанную в гл. 3.

Установка полного пакета на компьютер не вызывает сложностей. Его необходимо инсталлировать на диск С в корневой каталог ADI_DSP. Облегченная версия кросс средств с сайта www.xxivek.narod.ru просто распаковывается и копируется в каталог C:_DSP. После этого необходимо создать рабочий каталог для ваших будущих рабочих программ на любом диске. Для каждого нового проекта лучше всего создавать отдельный каталог или подкаталог, это позволит упорядочить все проекты.

После установки средств разработки, в каталоге ADI_DSP должны находиться подкаталоги с файлами транслятора, библиотеками и другими служебными файлами. Основные исполняемые файлы располагаются после инсталляции пакета в каталоге C:_DSP1XX Перечень исполняемых файлов и их назначение приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2 Назначение исполняемых файлов

При инсталляции пакета кросс средств, в файле автозагрузки автоматически создаются служебные строки, определяющие пути к каталогам пакета и некоторые переменные среды окружения операционной системы. Подобные записи создают многие инсталляционные пакеты. В результате чего может произойти переполнение служебной области памяти компьютера, и некоторые программы не будут работать.

Для того чтобы избежать подобных неприятностей, можно воспользоваться другим способом. Независимо от того, были ли произведены записи в файл автозагрузки или нет, можно включить все необходимые служебные строки в собственный командный файл, с помощью которого в дальнейшем выполнять автоматическую трансляцию программ. Дело в том, что при выполнении командного файла операционная система автоматически запускает новый сеанс программы command.com, в котором можно определить новые пути поиска файлов и переменные среды с помощью соответствующих команд. На практике это делается следующим образом.

Создается командный файл, в начале которого записываются строки определения пути поиска файлов и установки переменных среды, а далее записываются строки команд для автоматизации необходимого процесса трансляции. После запуска такого командного файла, с именем файла транслируемой программы в качестве параметра, произойдет полная трансляция файла программы, с получением всех необходимых файлов для загрузки в процессор. Ниже приведен текст такого командного файла, специально созданного мною для облегчения и ускорения трансляции программ для сигнального процессора ADSP-2181. Данный командный файл позволяет выполнять трансляцию файлов программ, начиная с компилятора, минуя операции построителя системы System Builder и трансляции программы с языка Си.

@echo offpath=c:_dsp1XXparset adi_dsp=c:_dsp%1 == goto no_fileКомпиляция...%1 -2181 -lnot exist %1.obj goto error...завершена успешно pauseКомпоновка...%1 -a adsp2181 -e %1 -x -gnot exist %1.lda goto next1%1.lda

:next1%1.exe %1.ldanot exist %1.lda goto error2...завершена успешно pauseСплиттинг...для загрузки через BDMA%1.lda %1 -loader -2181 > %1.msg...завершен успешноПреобразование в бинарный файл...%1.bnm %1.bin m 0 > %1.msg...завершено успешноend

:errorОшибка компиляции!end

:error2He найден файл %1.lda !end

:no_fileИспользуйте: asmdsp.bat имя файла без расширения

:end

Введите текст этого файла с помощью любого текстового редактора с кодировкой DOS в компьютер и сохраните в файле с именем asmdsp.bat или скопируйте с компакт-диска, прилагаемого к книге. Он позволит автоматизировать процесс трансляции файлов с программами для сигнального процессора. Если просмотреть строки этого командного файла, то нетрудно понять что он делает. В первой строке командного файла находится команда запрета отображения командных строк на экран. Далее следуют две строки для установки пути к рабочему каталогу с файлами трансляции и переменной adi_dsp. Затем проверяется, было ли введено имя файла в командной строке при запуске данного файла. Если имени задано не было, производится переход на метку с названием no file, после которой на экран отобразится подсказка о правильном использовании командного файла. Команда pause выводит строку «Нажмите любую клавишу…» и ожидает соответствующее действие от пользователя. Если имя файла для трансляции было задано в строке при запуске командного файла, то переход на метку не производится и начинается процесс компиляции файла с программой. Все процессы трансляции предваряются соответствующим сообщением. Компиляция выполняется командой asm21 %1 -2181 -l. Здесь после вызова программы компилятора asm21.exe с именем файла из командной строки %1 используется ключ -2181 для задания типа процессора и ключ -I для генерации листинга программы. Список всех ключей для конфигуратора bld21.exe, компилятора asm21.exe, компоновщика ld21.exe, распределителя spl2.exe и симулятора sim2181.exe можно получить, запустив отдельно соответствующую программу без параметров или с ключом -help. Переведенный текст этих сообщений приведен в табл. 6.3.

Таблица 6.3 Формат записи программ и назначение ключей

После компиляции программы будет создан файл с именем программы и расширением obj. Однако если на этапе компиляции будут обнаружены ошибки, этого не произойдет и с помощью команды if not exist %1.obj goto error будет осуществлен переход на метку error, для выдачи соответствующего сообщения. При успешной компиляции трансляция программы продолжится.

Компоновка программы выполняется с помощью командной строки: ld21 %1 -a adsp2181 -e %1 -x -g. Здесь после команды вызова компоновщика ld21.exe с именем файла из строки запуска командного файла %1, следует несколько ключей с параметрами. Ключ -a adsp2181 указывает имя файла архитектуры процессора adsp2181.ach. Данный файл создан с помощью построителя программ System Builder и входит в поставку пакета кросс средств. Он состоит из пяти следующих строк:

$2181

$ADSP2181

$0000 3FFF paxINT_PM_USER t

$0000 3FDF dadINT_DM_USER t

$

Этот файл содержит данные, определяющие тип процессора и структуру его памяти, и всегда должен находиться в том же каталоге, где находится файл транслируемой программы. Ключ -е %1 назначает имя выходного файла. Ключи -x и -g предназначены для генерации файла карты памяти *.map и файла с таблицей символьных имен *.sym соответственно. Эти файлы можно использовать в дальнейшем для анализа распределения памяти процессора. Файл с расширением sym необходим, кроме того, для отладки программы с помощью симулятора sim2181.exe. В результате компоновки будет получен файл с именем программы и расширением exe. Этот файл уже можно использовать для загрузки в симулятор или непосредственно в процессор, например через интерфейс IDMA. Формат данного файла приведен в табл. 6.4.

Таблица 6.4 Формат загрузочного файла— контрольная сумма адреса и данных.

Позже мы подробно рассмотрим способ его загрузки в процессор через интерфейс IDMA. Несмотря на то, что этот файл имеет расширение exe, он не имеет ничего общего с исполняемыми файлами для персональных компьютеров. Тем не менее, случайный его запуск на компьютере может привести к непредсказуемым результатам. Непонятно, чем руководствовалась фирма Analog Device, давая такое расширение этому файлу при разработке кросс средств. Для устранения таких неприятных моментов в командный файл включены следующие четыре строчки:not exist %1.lda goto next1%1.lda

:next1%1.exe %1.lda

Эти строки предназначены для переименования нежелательного расширения загрузочного файла с расширением exe в файл с нейтральным расширением lda. Это делается в последней командной строке. Первые три строки предназначены для проверки наличия файла с расширением Ida от предыдущей трансляции и его удаления, в случае обнаружения, для генерации нового файла.

При успешной генерации загрузочного файла будет выведено соответствующее сообщение и осуществлен переход к группе команд для формирования файла прошивки для ПЗУ, из которого может производиться автоматическая загрузка процессора через интерфейс BDMA. Данный процесс называется «сплиттингом» (распределением) и осуществляется командой: spl21 %1.lda %1 - loader-2181 > %1.msg.

Здесь после команды вызова сплиттера sp21.exe с именем файла из командной строки с расширением Ida, следует несколько ключей и команда перенаправления вывода сообщений, с помощью символа >, в файл с расширением msg. Ключ -loader предназначен для добавления в выходной файл кода загрузчика, а ключ -2181 позволяет формировать код загрузки для процессора ADSP-2181. О коде загрузки я расскажу чуть позже.

В результате работы сплиттера будет создан файл прошивки для ПЗУ, с расширением bnm HEX формата Motorola. На практике, для программирования микросхем памяти чаще пользуются бинарным форматом файлов. Поэтому в командном файле добавлено еще несколько строк, осуществляющих преобразование файла bnm в бинарный файл с расширением bin. Для этого используется распространенная программа hexbin2.exe. Эту программу также можно найти на компакт-диске.

Теперь, когда мы познакомились со всеми процедурами трансляции, выполняемыми с помощью командного файла asmdsp.bat, можно начать транслировать нашу программу. Не забудьте, что вместе с программой в каталоге проекта должен находиться файл описания def2181.h, файл архитектуры adsp2181.ach и созданный и описанный выше командный файл asmdsp.bat.

Выполните трансляцию программы mem_clr.dsp с помощью командной строки asmdsp.bat mem_clr. Обратите внимание на то, что в качестве параметра для командного файла используется имя нашей программы без расширения. Оно будет автоматически подставляться вместо символов %1 командного файла. В результате работы командного файла на экране должны последовательно появиться сообщения:

Компиляция...

...завершена успешно

Нажмите любую клавишу...

Компоновка...

...завершена успешно

Нажмите любую клавишу...

Сплиттинг...

...завершен успешно

Нажмите любую клавишу...

Преобразование в бинарный файл...

...завершено успешно

Нажмите любую клавишу...

По завершении работы командного файла в каталоге с программой должны появиться файлы с именем программы и расширениями int, lst, obj, lda, map, sym, msg, cde, bnl, bnm, bnu и bin. Описание назначения данных файлов проекта в краткой форме приведено в табл. 6.5.

Таблица 6.5 Описание расширений файлов проекта

Итак, с помощью приведенного выше командного файла мы получили необходимые нам файлы с расширениями lda и bin для непосредственной загрузки в память процессора и для прошивки ПЗУ соответственно. Файл с расширением sym понадобится нам для отладки программы с помощью программы симулятора sim2181.exe.

Остальные перечисленные выше файлы в каталоге с программой являются вспомогательными, которые после их просмотра и изучения можно смело удалить для очистки каталога. Например, файл с расширением lst содержит листинг программы с нумерацией всех строк программы и машинными кодами процессора, соответствующими ассемблерным командам программы. С его помощью можно увидеть соответствие ассемблерных команд машинным кодам сигнального процессора.

Для автоматического удаления этих файлов я рекомендую создать и использовать еще один командный файл asmclr.bat, состоящий из строк:*.map*.lst*.hex*.msg*.cde*.int*.obj*.bnl*.bnm*.bnu

Создав и запустив такой файл в каталоге с программой, все ненужные файлы будут удалены автоматически, и в каталоге останутся только необходимые для дальнейшей работы файлы.

Теперь можно приступить к отладке программы. Проследить за ходом выполнения программы и изменением состояния внутренних регистров и ячеек памяти процессора нам поможет программа симулятора sim2181.exe, входящая в состав средств разработки программ.

Данная программа работает только в операционной системе DOS и даже не допускает работу в режиме эмуляции DOS из Windows. Поэтому для запуска данного симулятора необходимо перегрузить компьютер в режим работы DOS, после чего необходимо запустить программу симулятора в командной строке sim2181.exe. После загрузки программы на экране монитора должно появиться окно с изображением названия и версии программы (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Окно с изображением названия и версии программы

Несколько секунд спустя должно появиться окно с главным меню и приглашением к вводу команд в центре экрана (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Окно с главным меню

Главное меню программы состоит из десяти раскрывающихся закладок команд. Симулятор имеет встроенную справочную систему по всем командам меню, вызываемую с помощью клавиши F1 клавиатуры. Назначение клавиш управления симулятора приведено в табл. 6.6.

Таблица 6.6. Назначение клавиш управления симулятора

Для перехода в главное меню и загрузки программы нажмите последовательно клавиши Esc и F3 на клавиатуре. С помощью стрелок курсора выделите закладку File главного меню и раскройте ее, нажав клавишу Enter. В раскрывшемся списке команд выберите команду Load Executable File (загрузить исполняемый файл), а в открывшемся окне ввода введите имя файла mem_clr.lda и завершите ввод, нажав клавишу Enter.

Откройте в пунктах главного меню Memory и Register окна памяти программ Program Memory, памяти данных Data Memory, флагов Flags, регистров генератора адреса DAG Registers и регистров арифметико-логического устройства Computational Alternate Registers. После чего разместите эти окна на экране с помощью клавиш управления окнами симулятора в соответствии с рис. 6.3, используя клавиши управления, описанные в табл. 6.6.

Рис. 6.3. Экран управления окнами симулятора

Данные окна позволят наблюдать за ходом выполнения программы и состоянием памяти и регистров процессора. Теперь можно выполнять программу по шагам, нажимая клавишу F10 на клавиатуре, или запустить автоматическое выполнение программы с помощью клавиши F4.

Останов программы производится повторным нажатием клавиши F4. Во время выполнения программы в окне памяти программ Program Memory можно наблюдать процесс выполнения ассемблерных команд, а в окнах регистров и памяти данных изменение значений регистров и ячеек памяти.

Для сохранения конфигурации окон и использования этой конфигурации при повторных запусках симулятора можно сохранить ее в файле с помощью команды Save Window File из закладки File главного меню. При сохранении конфигурации необходимо будет задать имя файла, например mem_clr. После сохранения конфигурации и выхода из симулятора в каталоге будет находиться файл с именем mem_clr.win. Для выхода из симулятора необходимо выбрать команду Exit или Quit из закладки Quit главного меню и в открывшемся окне подтверждения выхода нажать поочередно клавишу пробела Space, а затем клавишу Enter. При новом запуске симулятора, вместо повторного открытия окон, достаточно будет загрузить файл с помощью команды Load Window File из закладки File главного меню симулятора.

Рекомендую читателям самостоятельно познакомиться поближе с симулятором на практике и поэкспериментировать с открытием различных окон симулятора для изучения внутренних регистров процессора, а также опробовать множество команд, предоставляемым симулятором для отладки программ.