ARM开发板

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画论田
5 years ago
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1 The success's road 基于 DSPs 的系统开发过程

2 今天的内容 v 1)TMS320 C6000 系列 DSP 的关键技术, 包括哈佛总线, 多 MAC, 流水, 多线程等内容 v 2)CCS 的使用 v 3)BIOS 核心技术, 包括 HWI,SWI,TASK 等的调度 v 4)DMA 关键外设的使用 v 5) 线性汇编优化代码等 v 6) 现场编程演示与问题交流

3 1 DSP 概述 v1 DSP(Digital Signal Processing) 也就是我们常说的数字信号处理, 它是利用计算机或专用处理设备, 以数字形式对信号进行采集, 变换, 滤波, 估值, 增强, 压缩, 识别等处理, 以得到符合人们需要的信号形式 v 狭义的 DSP 是指,DSP 芯片就是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器, 其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法

4 Why DSP? v2 DSP 的优势 v1). 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法 ; v2). 程序和数据空间分开, 可以同时访问指令和数据 ; v3). 片内具有快速 RAM, 通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问 ;

5 Why DSP? v4). 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持 ; v5). 快速的中断处理和硬件 I/O 支持 ; v6). 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器 ; v7). 可以并行执行多个操作 ; v8). 支持流水线操作, 使取指, 译码和执行等操作可以重叠执行

6 2 DSP 关键技术? v1 什么是哈佛总线? v 冯. 诺依曼接口 v 核心就是将数据总线与程序总线独立开来

7 2 DSP 关键技术 2 C6000 的核心架构

8 DSP 关键技术 v3 流水操作(pipeline) v1) 取指 v2) 解码, 包括指令派遣, 指令译码 v3) 执行

9 DSP 关键技术流水操作示意图

10 DSP 关键技术 v 数据格式 : 定点 / 浮点 v 数据宽度 :16bit/32bit v 速度 :MIPS, FLOPS, 每秒乘加运算次数 v 存储器结构 : 一个 MAC 需要一个指令周期读一个指令字和 2 个数据字 v 开发配套工具的完善 :CCS vio 能力和多片互连能力 :link 口 v 功耗和电源管理 : 休眠 / 等待模式 v 成本

11 小结 v 当有如下需求时使用 DSPs: Cost saving. Smaller size. 嵌入式 Low power consumption. Processing of many high frequency signals in realtime. 实时数字信号处理 v 当有如下需求时使用 GPPs:: Large memory. Advanced operating systems.

12 3 1 DSPs 系统的系统设计 : 设计流程 DSPs 设计可以被分为三种主要的任务 : 1. 功能划分 : 把需要实现的功能划分成更小的相互作用的模块 ; 2. 模块分配 : 把那些模块分配到微处理器或者是其它硬件单元中, 由微处理器上运行的软件或者直接由硬件执行功能 3. 调度安排 : 调度安排好各功能的执行时间, 这对于几个功能模块共享一个硬件单元的时候尤其重要补 : DSPs 系统的迭代开发 : 原型验证

13 DSPs 系统的系统设计的重要指标 v 算法运算量 v 算法数据率输入数据率, 输出数据率 v 运算量对 DSPs 的 CPU 核的运算单元的压力 v 数据率对总线和接口有压力

14 例子 : 双 C64 板的数据流图用户自定义 I/O FPGA SDRAM 3 6 SDRAM EMIFA EMIFA USER I/O PMC 背板 Flash 串口 EMIFB C64x DPRAM 串口 C64x EMIFB Flash 串口 USER I/O PMC 背板 PCI-PCI Bridge 板内 PCI BUS 9 板间 CPCI BUS

15 C6416 结构图

16 数据率 (IO 总线压力分析 )

17 3 2 DSPs 系统的硬件和软件的协同设计 v 软件开发快灵活性好容易修改, 但处理速度慢 v 硬件处理速度快实时性好, 但成本高修改困难例如 :FPGA 对大量数据的存储困难, 数据调度复杂所以 FPGA 适合做处理量大但是数据调度简单的运算

18 3.3 CCS 的使用 v1 CCS Setup 环境的配置

19 3.3 CCS 的使用 v2 CCS 集成开发环境功能 v1)c, 汇编语言的编辑与编译 v2) 代码调试 v3) 代码优化 v4) 强大的软件仿真供能 v5)spru509f.pdf

20 3.3 CCS 的使用 v3 CCS 集成开发环境介绍

21 v 软件和硬件并行开发开发时间压力 3.3 CCS 的使用 vdsps 的 Simulator 支持对硬件中断的模拟功能和数据输入输出的功能 vti CCS 的 pin connect 和 FILE IO vdsk 上的硬件验证,Timer 驱动中断

22 3.3 CCS 的使用 vbuild 的功能 v( 详细使用过会电脑现场演示 )

23 3.4 BIOS 核心技术 v1 BIOS 的组件

24 3.4 BIOS 核心技术 v2 BIOS 配置组件 v1) 系统 v2) 设备 v3) 调度 v4) 同步 v5) 输入输出

25 3.4 BIOS 核心技术 3 线程类型以及优先级别 v1)hwi v2)swi v3)task v4)idle 4 线程之间的比较

26 3.4 BIOS 核心技术

27 3.4 BIOS 核心技术

28 3.4 BIOS 核心技术 v5 多线程调度实例

29 3.5 DMA 关键外设的使用 v1 C6000 的主要外部设备 v1)hpi v2)emif v3)dma v4)mcbsp v5)timer 等

30 3.5 DMA 关键外设的使用

31 3.5 DMA 关键外设的使用 v2 什么是 DMA?Direct Memory Access v3 DMA 工作的几个准备条件 : v1) 源地址 v2) 目的地址 v3) 传输方式,element size, 帧大小, 读 / 写等 v4) 同步触发方式等

32 3.5 DMA 关键外设的使用 v4 DMA 的连接方式

33 v5 通过 BIOS 配置 DMA v Structure DMA_Config 3.5 DMA 关键外设的使用 v Members v Uint32 prictl DMA primary control register value v Uint32 secctl DMA secondary control register value v Uint32 src DMA source address register value v Uint32 dst DMA destination address register value v Uint32 xfrcnt DMA transfer count register value v Description v v This DMA configuration structure is used to set up a DMA channel. You create and initialize this structure and then pass its address to the DMA_config() function. You can use literal values or the _RMK macros to create the structure member values. Example v DMA_Config MyConfig = { v 0x , /* prictl*/ v 0x , /* secctl*/ v 0x , /* src */ v 0x , /* dst */ v 0x /* xfrcnt */ v }; v DMA_config(hDma,&MyConfig);

34 3.5 DMA 关键外设的使用

35 3.6 线性汇编以及代码优化 v 1 什么是线性汇编? v 线性汇编类似于汇编代码, 不同的是线性汇编代码中不需要给出汇编代码必须指出的所有信息, 线性汇编代码对这些信息可以进行一些选择, 或者由汇编优化器确定下面是不需要给出的信息 : v 1) 使用的寄存器 v 2) 指令的并行与否 v 3) 指令的延时周期 v 4) 指令使用的功能单元

36 3.6 线性汇编以及代码优化 v2 点积的定点代码优化 v1)c 语言代码

37 3.6 线性汇编以及代码优化 v2)asm 语言代码 v 使用的逻辑单元

38 3.6 线性汇编以及代码优化 v3) 非并行的 ASM 代码

39 3.6 线性汇编以及代码优化 v4) 并行的 ASM 代码

40 3.6 线性汇编以及代码优化 v5) 性能比较

41 3.6 线性汇编以及代码优化 v6) 线性汇编代码 v7) 完整的线性汇编代码

42 3.6 线性汇编以及代码优化

43 C6000 DSP 系统开发培训班课程内容 v 一.DSP 技术概述 v 二.C6000 体系结构和汇编语言 v 三.TI DSP 开发工具 -CCS v 四. C6000 C 运行时环境 v 五. 嵌入式实时系统软件开发与调试 v 六.C6000 程序的优化 v 七. TI 的实时操作系统 :DSP/BIOS

44 The success's road 谢谢!

P4i45GL_GV-R50-CN.p65

P4i45GL_GV-R50-CN.p65 1 Main Advanced Security Power Boot Exit System Date System Time Floppy Drives IDE Devices BIOS Version Processor Type Processor Speed Cache Size Microcode Update Total Memory DDR1 DDR2 Dec 18 2003 Thu