1          DSP/BIOS簡介

DSP/BIOS是CCS中集成的一個簡易的嵌入式實時操作系統(tǒng)，能夠大大方便用戶編寫多任務(wù)應(yīng)用程序,。DSP/BIOS擁有很多實時嵌入式操作系統(tǒng)的功能,，如任務(wù)的調(diào)度，任務(wù)間的同步和通信,，內(nèi)存管理,，實時時鐘管理，中斷服務(wù)管理等,。有了它,，用戶可以編寫復(fù)雜的多線程程序，并且會占用更少的CPU和內(nèi)存資源,。

DSP/BIOS是一個可用于實時調(diào)度,、同步,，主機(jī)和目標(biāo)機(jī)通信，以及實時分析系統(tǒng)上的一個可裁減實時內(nèi)核,，它提供了搶占式的多任務(wù)調(diào)度,，對硬件的及時反應(yīng)，實時分析和配置工具等,。同時提供標(biāo)準(zhǔn)的API接口,，易于使用。它是TI的eXpressDSP實時軟件技術(shù)的的一個關(guān)鍵部分,。

1.1         DSP/BIOS的組件構(gòu)成

DSP/BIOS在一個主機(jī)/目標(biāo)機(jī)環(huán)境中的組件分布如圖 39所示：

圖 39

         DSP/BIOS API：編寫的程序可以調(diào)用API接口函數(shù),；

         DSP/BIOS配置：創(chuàng)建的配置文件定義了程序使用的靜態(tài)BIOS對象；

         DSP/BIOS分析工具：集成在CCS上的一些BIOS分析工具可以對運行與目標(biāo)設(shè)備上的程序進(jìn)行監(jiān)測,，包括CPU負(fù)載,、時間、日志,、線程執(zhí)行狀態(tài)等,。

DSP/BIOS分為很多模塊，提供的所有API函數(shù)都按照模塊分類,，以模塊名加下劃線開頭來命名,，如圖 40所示為DSP/BIOS的全部模塊。

圖 40

1.2         DSP/BIOS的啟動順序

當(dāng)DSP/BIOS的應(yīng)用程序啟動時,，一般遵循下面的步驟：

1）  初始化DSP：DSP/BIOS程序從C/C++環(huán)境入口c_int00開始運行,。對于C6000平臺，在c_int00開始處,，系統(tǒng)棧指針（B15）和全局頁指針（B14）被分別設(shè)置在堆棧斷的末尾和.bss斷的開始,。控制寄存器AMR,、IER,、CSR等被初始化；

2）  初始化.bss段：當(dāng)堆棧被設(shè)置完成后,，初始化任務(wù)被調(diào)用,，利用.cinit的記錄對.bss斷的變量進(jìn)行初始化；

3）  調(diào)用BIOS_init初始化用到的各個模塊：BIOS_init調(diào)用MOD_init對配置用到的各個模塊進(jìn)行初始化,，包括HWI_init,、HST_init、IDL_init等,；

4）  處理.pinit表：.pinit表包含一些指向初始化函數(shù)的指針,，對C++程序，全局對象類的創(chuàng)建也在此時完成,；

5）  調(diào)用用戶程序的main函數(shù)：用戶main函數(shù)可以是C/C++函數(shù)或者匯編語言函數(shù),，對于匯編函數(shù),，使用_main的函數(shù)名。由于此時的硬件,、軟件中斷還沒有被使能,，所以在用戶主函數(shù)的初始化中需要注意，可以使能單獨的中斷屏蔽位,，但是不能調(diào)用類似HWI_enable的接口來使能全局中斷,；

6）  調(diào)用BIOS_start啟動DSP/BIOS：BIOS_start在用戶main函數(shù)退出后被調(diào)用,，它負(fù)責(zé)使能使用的各個模塊并調(diào)用MOD_startup啟動每個模塊,。包括CLK_startup、PIP_startup,、SWI_startup,、HWI_startup等,。當(dāng)TSK管理模塊在配置中被使用時，TSK_startup被執(zhí)行,，并且BIOS_start將不會結(jié)束返回,；

7）  執(zhí)行idle循環(huán)：有兩種方式進(jìn)入idle循環(huán)。當(dāng)TSK管理模塊使能時,，任務(wù)調(diào)度器運行的TSK_idle任務(wù)調(diào)用IDL_loop在其它任務(wù)空閑時進(jìn)入idle循環(huán),；當(dāng)TSK模塊未被使用時，BIOS_start調(diào)用將返回,，并執(zhí)行IDL_loop進(jìn)入永久的idle循環(huán),，此時硬件和軟件中斷可以搶占idle循環(huán)得到執(zhí)行。由于idle循環(huán)中管理和主機(jī)的通信,，因此主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互可以進(jìn)行了,。

1.3         DSP/BIOS的配置

DSP/BIOS的靜態(tài)配置是利用CCS提供的配置工具完成，包括圖形化配置工具和文本配置工具,。圖形化工具層次清晰,，比較直觀，而文本工具更加靈活,。通常使用圖形化的配置方法，下面對主要的模塊配置做一些介紹,。

1.3.1          Global Setting Properties

右鍵點擊“Global Settings”,，點擊“What’s This”，會彈出幫助窗口,，該文件中有Global Setting Properties的各項設(shè)置說明,。下面介紹的其他如MEM、LOG等配置都可以用同樣的方法得到相應(yīng)的幫助,。

選擇彈出菜單中的“Properties”,，如圖 41所示,。

圖 41

彈出如圖 42所示對話框:

圖 42

一般選擇默認(rèn)設(shè)置即可，CLKOUT項需要根據(jù)DSP硬件單板提供的工作時鐘設(shè)置,，Himalaya通常運行在1GHz頻率,。

DSP Endian Mode 項根據(jù)實際情況設(shè)置。

1.3.2          MEM設(shè)置

MEM模塊設(shè)置中可以根據(jù)具體情況設(shè)置不同的內(nèi)存段,，其中存在一個默認(rèn)的IRAM片內(nèi)內(nèi)存段,。需要注意的是，首先必須在IRAM段上設(shè)置一個heap段落,，用于BIOS的內(nèi)部使用,。設(shè)置方法是在IRAM段上右鍵選擇“Properties”，彈出如圖 43對話框,，必須設(shè)置紅線框中的選項,，heap size可根據(jù)情況具體設(shè)置。

圖 43

接下來配置MEM全局屬性,，右鍵點擊配置窗口中的“MEM…”,，如圖 44所示：

圖 44

點擊“Properties”，彈出如圖 45所示窗口：

圖 45

如圖紅線框中,，兩個heap段都要選擇為IRAM,，“Stack Size”項需要根據(jù)實際情況設(shè)置最大的棧大小，其他使用缺省設(shè)置即可,。

在圖 44的菜單中,，點擊“Insert MEM”可創(chuàng)建新的內(nèi)存段。在新的內(nèi)存段名上右鍵選擇“Properties”彈出如圖 43窗口,，根據(jù)情況設(shè)置base（基地址）,、len（段長度）、heap size（用于MEM動態(tài)內(nèi)存分配的堆大?。?。

1.3.3          LOG設(shè)置

LOG用于輸出和記錄一些打印信息，默認(rèn)存在一個LOG_system對象,，是系統(tǒng)內(nèi)部用來處理打印信息的,，不需要去設(shè)置?？梢栽黾有碌?/span>LOG對象,，用來在應(yīng)用程序中輸出打印信息。如圖 46,，在LOG標(biāo)簽上右鍵選擇“Insert LOG”,，填寫對象名LOG_test即建立了一個新的LOG對象。

圖 46

在LOG_test標(biāo)簽上右鍵選擇“Properties”，彈出如圖 47窗口,，可對此LOG對象屬性作一些設(shè)置,。具體設(shè)置含義可通過Help查看。

圖 47

1.3.4          CLK設(shè)置

在CLK屬性中通常選擇定時器Timer0作為DSP/BIOS的基準(zhǔn)時鐘,，計時分辯率設(shè)置為每秒1000次中斷,，在1GHz系統(tǒng)時鐘下，近似為每次定時中斷間隔999.996微秒,。Timer Mode選擇為32bit unchained模式,，即使用TCI6482的TMR0的TIMLO作為Timer0，而TIMHI還可以作其它用途使用,。CLK屬性配置界面如圖 48所示：

圖 48

1.3.5          HWI設(shè)置

HWI（硬中斷）中包含HWI_INT4到HWI_INT15可用來定義用戶自己的硬件中斷,，HWI_RESET、HWI_NMI和HWI_RESERVED不要去改動,。如圖 49,，每個硬HWI的優(yōu)先級從上到下逐漸降低。

圖 49

選擇HWI_INT10為例,，來設(shè)置EMAC/MDIO的中斷,，需要填寫中斷事件號17，并且填寫中斷服務(wù)程序名（C函數(shù)前面需要加下劃線）如圖 50所示：

圖 50

在Dispatcher頁面,，選擇“Use Dispatcher”由BIOS代理控制中斷的確認(rèn)和清除,，不需要用戶中斷服務(wù)程序干預(yù)，比較簡便,。如圖 51：

圖 51

1.3.6          SWI設(shè)置

SWI（軟中斷）的優(yōu)先級在HWI之后,，但是比TSK高，可以通過右鍵菜單中的“Insert SWI”創(chuàng)建一個SWI對象,，可以指定SWI內(nèi)部優(yōu)先級,，從0(最低)到14(最高)。如圖 52：

圖 52

1.3.7          TSK設(shè)置

在TSK Manager（任務(wù)管理器）中可以根據(jù)需要創(chuàng)建各種任務(wù),，任務(wù)間是根據(jù)優(yōu)先級搶占策略來進(jìn)行調(diào)度的,，TSK提供有多種優(yōu)先級別，包括-1(Suspend),、0(Idle),、1(最低)到15(最高)。如圖 53：

圖 53

在TSK Manager上右鍵選擇“Insert TSK”并填寫任務(wù)名稱后就可以創(chuàng)建一個任務(wù),，在相應(yīng)任務(wù)上右鍵選擇“Properties”可對任務(wù)屬性進(jìn)行設(shè)置,，如圖 54：

圖 54

Stack Size（最大堆棧大小）和Priority（優(yōu)先級）需要根據(jù)任務(wù)的具體情況進(jìn)行設(shè)置,。在頁面，填寫任務(wù)實體函數(shù)名（C函數(shù)前面加一個下劃線）,，如圖 55：

圖 55

1.3.8          Synchronization設(shè)置

DSP/BIOS中任務(wù)間的通信和同步可由SEM,、MBX,、QUE、LCK四個模塊完成：

         SEM（信號量）：用于任務(wù)同步和互斥,，有計數(shù)功能,，根據(jù)需要使用；

         MBX（郵箱）：也用于任務(wù)同步,，可以傳遞少量數(shù)據(jù),，根據(jù)需要使用；

         QUE（隊列）：可實現(xiàn)任務(wù)同步和資源的共享,，根據(jù)需要使用,；

         LCK（資源鎖）：實現(xiàn)對共享資源的互斥，根據(jù)需要使用,。

四種同步模塊對象都可以通過各自的右鍵菜單中“Insert …”來創(chuàng)建,，并可對其屬性作相應(yīng)的設(shè)置。如圖 56所示：

圖 56

1.3.9          Input/Output設(shè)置

    這里可以設(shè)置一些輸入/輸出相關(guān)的高級設(shè)置,，具體可通過CCS的幫助項來了解,。一般不需要進(jìn)行設(shè)置。只有RTDX（實時數(shù)據(jù)交換）,，需要根據(jù)目標(biāo)環(huán)境的情況對數(shù)據(jù)交換模式進(jìn)行一下選擇,，用來在調(diào)試中主機(jī)和目標(biāo)機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換?？梢允欠抡嫫鳝h(huán)境的JTAG模式,，或者是模擬器環(huán)境的Simulator模式。如圖 57所示：