2

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Кафедра «Управление и информатика в технических системах»

ИНТЕГРИРОВАННАЯ СРЕДА РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СИГНАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОРОВ Visual DSP

Методические указания к лабораторным работам

Москва-2003

Министерство путей сообщения Российской федерации

Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Кафедра «Управление и информатика в технических системах»

Утверждено

редакционно-издательским

советом университета

ИНТЕГРИРОВАННАЯ СРЕДА РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СИГНАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОРОВ Visual DSP

Методические указания к лабораторным работам

по дисциплине

«ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ»

для студентов специальности

«УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»

Москва-2003

УДК 378:656.2:681.3

C-34

Сидоренко В.Г., Андреев Д.А., Петров А.Г., Фёдоров А.В. Интегрированная среда разработки программного обеспечения для сигнальных процессоров Visual DSP: Методические указания к лабораторным работам. – М.: МИИТ. 2003. – 53 с.

В методических указаниях излагаются структура, основные этапы создания, компоновки и отладки проекта в интегрированной среде разработки Visual DSP.

© Московский государственный

университет путей сообщения

(МИИТ), 2003

ВВЕДЕНИЕ

Цифровые сигнальные процессоры (Digital Signal Processor – DSP) являются одним из наиболее перспективных средств обработки сигналов. Их функциональные возможности и область применения постоянно расширяются, а себестоимость стремительно падает. В связи с этим использование DSP безусловно является главным направлением в развитии современных систем обработки сигналов.

DSP создавались специально для высокоскоростной обработки больших массивов информации, поэтому их применение позволяет существенно снизить нагрузку на центральный процессор персонального компьютера. Поскольку функции, выполняемые DSP, могут быть самыми различными - от маршрутизации цифровых потоков до фильтрации и различной обработки (быстрое преобразование Фурье - БПФ, свертка и т. д.), то DSP могут заменить собой целый ряд узлов в системах цифровой обработки сигналов. Главное преимущество сигнальных процессоров перед программируемой логикой – в программном управлении функциями и параметрами обработки. Гибкость систем с DSP позволяет, в зависимости от стоящей задачи, легко перепрограммировать, например, плату АЦП с функцией виртуального осциллографа в спектроанализатор с разнообразными возможностями отображения спектра, причем БПФ, в данном случае, производится сигнальным процессором, и центральный процессор отвечает только за обновление данных на экране. Даже далекий от программирования DSP человек может легко справиться с изменением режимов работы, поскольку в его распоряжении имеется набор стандартных динамических библиотек, включающих самые разнообразные режимы обработки.

Необходимость в написании собственных программ для сигнального процессора возникает у пользователя только при решении сложных задач. Определенные трудности могут возникнуть при разработке собственных приложений для DSP, поскольку процессоры различных производителей имеют свою систему команд, что не позволяет пользоваться стандартным ассемблером. Однако в последнее время появились общедоступные и удобные средства разработки приложений, например новый продукт фирмы Analog Devices - Visual DSP (далее VDSP)

VDSP предлагает программистам мощный инструмент программирования с высокой гибкостью, которая значительно сокращает время, необходимое для разработки программного обеспечения (ПО) для DSP.

VDSP включает в себя

• интегрированную среду разработки (Integrated Development Environment - IDE) ПО для систем на базе DSP;

• отладчик (Debugger), который позволяет эффективно управлять процессом программирования и дает возможность программисту просто и легко писать, редактировать и отлаживать программу;

• Си-компилятор, с помощью которого можно повысить гибкость процесса программирования;

• библиотеки специальных функций;

• ассемблер и компоновщик или редактор связей (Linker) с поддержкой режимов моделирования и эмуляции.

1. Цель работы

Целью лабораторной работы является ознакомление со средой разработки ПО для цифровых сигнальных процессоров – VDSP; изучение структуры и этапов создания проекта в среде VDSP; компоновка, запуск и отладка проекта в режиме симуляции.

2. Структура проекта

Все разработки в среде VDSP связаны с понятием проекта. Для каждого типа процессора, выпускаемого фирмой Analog Devices, существуют свои особенности в структуре проекта, далее будет рассматриваться структура проекта для процессора ADSP-2189M.

Исходные файлы (Source files) и конфигурации инструментальных средств (Tool configurations), входящие в файл проекта (расширение файла проекта – .DPJ), используются для создания DSP программ. Интегрированная среда разработки ПО и отладчик содержат встроенный интерфейс, позволяющий управлять разработкой проекта от начала и до конца. Ниже приведена общая схема создания проекта:

• определение проекта и конфигураций его инструментальных средств;

• определение установок для компиляции проекта в режиме отладки (debug) или в режиме получения конечного скомпилированного проекта, не содержащего отладочной информации (release);

• включение в проект исходных файлов.

Результатом компиляции проекта может быть файл одного из четырёх форматов:

• файл архива (Archive file - .DLB) – статическая библиотека объектных файлов;

• исполняемый файл DSP (DSP executable file - .DXE) – самостоятельный исполняемый файл, который загружается на исполнение в DSP с помощью отладчика;

• объектный файл DSP (DSP object file - .DOJ) – перемещаемый (не привязанный к адресам памяти) файл с машинными инструкциями;

• файл разбиения (Splitter file - .BNM) – не загружаемый в ПЗУ образ файла, исполняемого из внешней памяти.

Для создания проекта используются следующие файлы:

• ассемблерный файл (Assembly file - .ASM, .DSP) – исходный файл, содержащий инструкции, написанные на языке ассемблера;

• исходный файл на языке программирования Си (C source file - .С) – исходный файл, содержащий инструкции, написанные на языке Си стандарта ANSI с расширениями, внесёнными в него Analog Devices;

• файл описания для компоновщика (Linker Description File - .LDF) – исходный текстовый файл, содержащий команды для компоновщика на специальном языке;

• промежуточные файлы (Intermediate files - .S, .IS, .PP) – ассемблерные файлы, сгенерированные препроцессором;

• ассемблерный объектный файл (Assembler Object file - .DOJ) – выходной двоичный ассемблерный код;

• файл архива (Archiver file - .DLB) – выходной двоичный код архива в формате ELF;

• файл заголовка (Header file - .H) – подчинённый файл, используемый препроцессором, и исходный файл для ассемблера и компилятора;

• файл данных (Data file - .DAT) – подчинённый файл, используемый ассемблером для инициализации данных;

• файлы отладчика (Debugger files - .DXE, .SM, .OVL, .DLO) – выходные двоичные файлы компоновщика в ELF/DWARF формате;

• файл карты памяти компоновщика (Linker Memory Map file - .MAP) – необязательный выходной файл для компоновщика. Этот текстовой файл содержит информацию о распределении памяти и символьную информацию для исполняемых файлов;

• файл на языке команд инструментальных средств (Tool Command Language file - .TCL) – Tcl файл на языке подготовки сценариев для их работы в отладчике;

• файл листинга (Listing file - .LST) – необязательный выходной файл ассемблера;

• файл формата загрузчика (Loader format fie - .LDR) – выходной файл загрузчика в формате ASCII. Существуют различные виды этих файлов. Они используется для создания загрузочных ПЗУ.

Для создания ПО основными из приведённых файлов являются файлы с расширениями .DPJ, .ASM, .DSP, .C, .LDF, .DAT, .DXE.