DSP技術1 (3)

1、.福建農(nóng)林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告課程名稱：DSP技術姓 名：系：電子信息工程專 業(yè)：電子信息工程年 級：2010學 號：指導教師：謝秀娟職 稱：講師2013年 11月21日實驗項目列表序號實驗項目名稱成績指導教師1實驗1 匯編語言、體系結構和CCS謝秀娟2實驗2 C6000流水線和C運行時環(huán)境謝秀娟3實驗3 C6000代碼優(yōu)化謝秀娟4實驗4 利用BIOS創(chuàng)建工程及性能分析謝秀娟5實驗5 利用BIOS調(diào)試程序謝秀娟67891011121314151617181920 福建農(nóng)林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告系： 電子信息工程 專業(yè)： 電子信息工程 年級： 10 姓名： 學號

2、： 實驗課程： DSP 實驗室號： 田C513 實驗設備號： 17 實驗時間： 2013-10-18 指導教師簽字： 成績： C6000實驗一 匯編語言、體系結構和CCS1實驗目的和要求1 熟悉DSP軟件開發(fā)環(huán)境CCS的使用。2 熟悉CCS中的C語言編程。3 了解C6000DSP的匯編語言。2主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境）安裝了CCS2.0的計算機，采用simulator配置文件sim6201_simulator.cfg。3操作方法與實驗步驟1、配置CCS打開桌面程序“Setup CCS 2 ('C6000)”，采用simulator配置文件sim6201_simulator.cf

3、g，配置完成后保存。2、實驗內(nèi)容1操作步驟：（2）打開CCS：打雙擊桌面程序：Setup CCS 2 ('C6000)，配置CCS，選C6xxx；配置好后，打開桌面程序：CCS 2 ('C6000)；（3）打開工程文件：把文件夾tutorialsim62xxhello1拷貝到myproject下；單擊菜單Project->Open，打開hello.pjt，選擇支持庫rts6200.lib（4）編譯程序：菜單Project->build或rebuild（5）加載程序：菜單File->Load Program，選擇Debug下的.out文件裝入目標板（6）go m

4、ain：菜單Debug->go main，執(zhí)行到main()處暫停（7）執(zhí)行程序：Debug->Run4實驗內(nèi)容及實驗數(shù)據(jù)記錄 1新建一個project，把tutorialsim62xxhello1的文件添加進去，完成其功能。練習CCS的基本操作：加載程序、go main、執(zhí)行程序、設置斷點、單步執(zhí)行、觀察變量、觀察存儲器、測試函數(shù)執(zhí)行的CLK、混合代碼顯示。2打開tutorialsim62xxvolume1的項目文件，完成圖形方式觀察變量、設置探點、GEL控制變量、FILE IO、動畫顯示輸入輸出的功能。然后單步執(zhí)行l(wèi)oad.asm，觀察C代碼調(diào)用、寄存器的變化、測試函數(shù)執(zhí)行時間

5、、如何循環(huán)和返回C代碼。3解釋如何在C6201上實現(xiàn)32bit int乘32bit int, 結果是32 bit int的過程：在剛才的hello1中設置3個全局變量int a = 0x10008; int b = 56; int c;在main函數(shù)中執(zhí)行語句 c = a * b; build后加載執(zhí)行程序, 混合代碼顯示 c = a*b對應的匯編代碼，解釋之。5實驗程序或?qū)嶒灁?shù)據(jù)處理與分析1、配置CCS2、練習CCS的基本操作1）打開工程2）編譯工程，加載程序2）編譯工程，編譯通過后加載.out文件3）單步運行，調(diào)試程序4）設置斷點5）觀察變量6） 觀察存儲器7）測試函數(shù)clk的執(zhí)行2、vo

6、lume1實驗結果3、編寫乘法函數(shù)及其結果6質(zhì)疑、建議、問題討論1）打開工程時若程序沒有自動的加載需要的庫文件，則就要手動查找到需要的庫文件，并添加至工程中。否則，后面的實驗就會報錯。2） 每次運行完程序后需要重新加載程序，否則報錯。福建農(nóng)林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告系： 電子信息工程 專業(yè)： 電子信息工程 年級： 10 姓名： 學號： 實驗課程： DSP 實驗室號： 田C513 實驗設備號： 17 實驗時間： 2013-10-25 指導教師簽字： 成績： C6000實驗二 C6000流水線和C運行時環(huán)境1實驗目的和要求1.熟悉DSP軟件開發(fā)環(huán)境CCS的使用。2.熟悉C6000中的

7、C運行時環(huán)境。2主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境）安裝了CCS2.0的計算機，采用simulator配置文件sim6201_simulator.cfg。3操作方法與實驗步驟1）打開ccs6000的C運行時的環(huán)境；2）雙擊桌面程序Setup CCS2(6000),配置CCS，選擇C6xxx；3）配置好后，打開桌面程序CCS2（6000）；4）把文件夾tutorialsim62xxhello1拷貝到myproject下；5）單擊菜單project->open,打開open.pjt,選擇文件庫rts6200.lib；6）將匯編代碼段加到hello.asm，再在hello.c中加入?yún)R編子函數(shù)的C

8、語言程序，進行編譯、加載生成.out文件，執(zhí)行產(chǎn)生結果。4實驗內(nèi)容及實驗數(shù)據(jù)記錄采用simulator配置文件sim6201_simulator.cfg1 Hello1中添加1個C文件sop_c.c ，該文件是一個乘法累加的子函數(shù)sop_c (short * a, short * x, int * y, int n)，然后在main函數(shù)中調(diào)用。不選擇任何優(yōu)化選項。用混合代碼顯示，在匯編層次執(zhí)行sop_c子函數(shù)，觀察調(diào)用、執(zhí)行和返回的過程。2用匯編語言實現(xiàn)兩個數(shù)組a(n)和x(n)的乘法累加功能。匯編文件名為：sop_asm.asm，主函數(shù)C中調(diào)用格式：int sop_asm(short * a

9、, short * x, int n)。5實驗程序或?qū)嶒灁?shù)據(jù)處理與分析1）往hell1中添加sop_c的c文件2） 在主函數(shù)中進行添加的部分如下3） 運行結果如下4） 往hell1中添加sop_asm的匯編文件5） 主函數(shù)中添加的部分如下6） 運行結果如下7） 調(diào)試過程6質(zhì)疑、建議、問題討論本次通過實驗，學會了如何在CCS軟件中使用C語言以及匯編語言進行簡單的函數(shù)編寫以及調(diào)試運行，同時也注意到了在CCS軟件中，使用匯編和平常所使用的變化還是有些許細微的變化的，我們要密切注意這些變化減少，以盡量的減少不必要的錯誤。福建農(nóng)林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告系： 電子信息工程 專業(yè)： 電子信息

10、工程 年級： 10 姓名： 學號： 實驗課程： DSP 實驗室號： 田C513 實驗設備號： 17 實驗時間： 2013-11-01 指導教師簽字： 成績： C6000實驗三 C6000代碼優(yōu)化1實驗目的和要求1.熟悉DSP軟件開發(fā)環(huán)境CCS的使用。2.掌握CCS中的C語言編程。3.熟悉C6000DSP的代碼優(yōu)化過程。2主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境）安裝了CCS2.0的計算機，采用simulator配置文件sim6201_simulator.cfg。3操作方法與實驗步驟1）打開ccs6000的C運行時的環(huán)境；2）雙擊桌面程序Setup CCS2(6000),配置CCS，選擇C6xxx；3）

11、配置好后，打開桌面程序CCS2（6000）；4）把文件夾tutorialsim62xxhello1拷貝到myproject下；5）單擊菜單project->open,打開open.pjt,選擇文件庫rts6200.lib；6）將匯編代碼段加到hello.asm，再在hello.c中加入?yún)R編子函數(shù)的C語言程序，進行編譯、加載生成.out文件，執(zhí)行產(chǎn)生結果。4實驗內(nèi)容及實驗數(shù)據(jù)記錄1采用simulator配置文件sim6201_simulator.cfg，寫手工優(yōu)化的sop_asm.asm程序：在實驗二的基礎上實現(xiàn)16bit數(shù)組的乘法累加的函數(shù)，并手工優(yōu)化和采用軟件流水優(yōu)化。要求：(1)使用

12、LDW和MPY,MPYH指令；對于C64可以使用擴展乘法指令。(2)畫出相關圖和模迭代間隔表。2（選做）寫一個匯編語言子函數(shù)Mul32to64(unsigned int a, unsigned int b, void * p_64int)，實現(xiàn)32bit*32bit64bit的無符號整型數(shù)據(jù)的乘法；3（選做）采用simulator配置文件sim6701_simulator.cfg，寫一個線形匯編實現(xiàn)的子函數(shù)，做復數(shù)數(shù)組求模，并找出模的最大值的位置和值。復數(shù)的實部和虛部為short，求模的結果為unsigned int。5實驗程序或?qū)嶒灁?shù)據(jù)處理與分析1）兩種C語言實驗及其結果2） 線性匯編實驗3

13、） 匯編實驗4） 主函數(shù)中的調(diào)用5） 調(diào)用結果6質(zhì)疑、建議、問題討論1）匯編函數(shù)以及線性匯編函數(shù)的編寫同C語言的調(diào)用一樣需要對變量進行初始化，否則得到的是未定義的值。2）使用global函數(shù)進行對全局變量的定義，全局變量的定義中即定義標號，同時還必須位于標號之前，而標號的定義位置應在cproc前。3）注意不要進行重定義，要清楚知道哪些變量是函數(shù)傳遞的參數(shù)，哪些變量是在函數(shù)中進行定義使用的。4）cproc和endproc是成對使用的。5）所新建的c或sa或asm文件都必須添加到工程中。6）要注意所編寫的是匯編還是反匯編，同時要注意他們保存文件名的區(qū)別，否則編譯報錯。福建農(nóng)林大學計算機與信息學院信

14、息工程類實驗報告系： 電子信息工程 專業(yè)： 電子信息工程 年級： 10 姓名： 學號： 實驗課程： DSP 實驗室號： 田C513 實驗設備號： 17 實驗時間： 2013-11-08 指導教師簽字： 成績： 實驗四 利用BIOS創(chuàng)建工程及性能分析1 實驗目的和要求1）通過創(chuàng)建基于DSP/BIOS的Hello World工程實例，熟悉CCS環(huán)境下DSP/BIOS軟件的創(chuàng)建和使用方法。2）熟悉在CCS環(huán)境下對代碼的運行效率和性能作出評估的工具和方法。2主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境）CCS2.2環(huán)境，C64XX Device Simulator3操作方法與實驗步驟第一步：打開已有工程并運行在C

15、:timyprojects目錄里面創(chuàng)建hellobios目錄。把C:titutorialsim64xxhello1里的全部文件拷貝到這個新的目錄下面。如果CCS還沒有啟動，啟動CCS環(huán)境，Setup里面設置為C64xx Device Simulator。選擇Project->Open，打開這個工程，工程的項目文件目錄為：C:timyprojectshellobios，項目名稱是hello.pjt。若提示以下錯誤，選擇Browse，選擇目錄：C:tiC6000cgtoolslibrts6400.lib，打開工程。編譯，運行工程，查看結果，應該是輸出hello world字符。第二步：評測s

16、tdio.h中輸出函數(shù)put()的執(zhí)行時間（周期數(shù)）新建一個Profiler，選擇Profiler->Start New Session，名稱為MySession，確定。出現(xiàn)Session窗口，選擇Range欄。如下所示，出現(xiàn)hello.out。用鼠標拖曳，高亮put()函數(shù)，如下所示：按住鼠標，拖曳到Range窗口里面，出現(xiàn)：重新Load程序，運行，得到運行結果如下：結論：采用put()函數(shù)輸出一次的指令周期數(shù)是：1700。采用同樣方法，測試printf()函數(shù)的指令周期數(shù)目：記錄put()函數(shù)和printf()函數(shù)需要的指令周期數(shù)到表格，用來和下面實驗的結果對比。第三步：編輯源代碼在

17、CCS里，關閉hello.c窗口。用Windows Explorer把C:titutorialsim64xxhello2目錄里的hello.c文件拷貝到C:timyprojectshellobios目錄。按Yes覆蓋原來已經(jīng)存在的hello.c文件。hello2例中采用DSP/BIOS函數(shù)來替代hello1例中的標準C函數(shù)的put()輸出函數(shù)。雙擊hello.c文件，在Project View窗口打開源文件。注意新代碼的幾點問題：#include <std.h>#include <log.h>#include "hellocfg.h"Void mai

18、n() LOG_printf(&trace, "hello world!"); /* fall into DSP/BIOS idle loop */ return;hello.c文件首先包含了std.h和log.h兩個頭文件。程序如果想使用DSP/BIOS API那它必須包含std.h文件以及程序中用到的模塊的對應頭文件。log.h頭文件中定義了LOG_Obj結構以及LOG模塊用的API函數(shù)的聲明。std.h文件必須在其它的DSP/BIOS模塊頭文件之前聲明。其它模塊的頭文件聲明順序不重要。代碼接下來要包含hellocfg.h頭文件，這個文件在創(chuàng)建并保存DSP/BI

19、OS配置的時候創(chuàng)建的。下一個步驟我們就來創(chuàng)建這個文件。這個文件包含了配置文件夾里面的DSP/BIOS objects的外部聲明。hellocfg.h文件也包含了配置文件里定義的DSP/BIOS模塊的頭文件。既然std.h和log.h文件都會被hellocfg.h文件引用，那么hello.c文件的頭兩行時間上是冗余的。但是這樣也不會有任何問題。調(diào)用LOG_printf的代碼實際上是傳遞LOG object對象（&trace）和 hello world消息的地址。最后main()函數(shù)返回，這個函數(shù)導致程序進入DSP/BIOS的Idle循環(huán)。在這個循環(huán)中，DSP/BIOS等待線程，例如軟件中

20、斷和硬件中斷發(fā)生。在該例中，沒有其它線程發(fā)生，所以會一直處于IDLE狀態(tài)。第四步：創(chuàng)建DSP/BIOS的配置文件選擇File->New->DSP/BIOS Config。選擇一個目標模板，根據(jù)芯片選擇，我們選c64xx.cdb，然后按OK。觀察configuration窗口，左邊窗口是模塊的列表，可以通過點擊模塊的“+”號打開下級目錄，也可以按右鍵新建一個對象或查看一個建立好的對象的屬性。點擊Instrumentation目錄左側的+號，顯示模塊的列表。郵局選擇LOGEvent Log Mannger然后右擊選擇Insert LOG。這個步驟是創(chuàng)建一個LOG對象，名稱為LOG0。右

21、鍵選中LOG0對象，然后右擊選擇Rename。把LOG對象改名為trace.如果你在使用軟件仿真器，需要設置RTDX模式為Simulator。選擇RTDXReal-Time Data Exchange Settings，右鍵，選擇屬性，打開對話框：將RTDX Mode設定為Simulator即可。如果有目標板，可以選擇JTAG。選擇File->Save。保存到當前目錄（通常是C:timyprojectshellobios）命名為hello.cdb，保存這個配置后，會生成以下6個文件：Hello.cdb保存配置的內(nèi)容Hellocfg.cmd鏈接command文件Hellocfg.h包括DS

22、P/BIOS模塊頭文件和配置文件中用到的外部對象、變量的聲明Hellocfg.s62DSP/BIOS設置的匯編語言源文件Hellocfg.h62Hellocfg.s62引用到的匯編語言源文件Hellocfg_c.cChip Support Library（CSL）代碼結構和設置第五步：添加DSP/BIOS文件到工程項目選擇Project->Add Files to Project，在Files of type欄目里選擇Configuration File（*.cdb），選中hello.cdb文件后，點Open。注意添加后，hello.cdb出現(xiàn)在Porject View窗格下目錄DSP/

23、BIOS Config里。此外，CCS自動添加Hellocfg.s62和Hellocfg_c.c文件到生成的目錄下。輸出文件名必須和.cdb文件一致。可以通過Project->Build Options打開Linker標簽查看，確認Output Filename內(nèi)容是.Debughello.out，按OK確定。再次選擇Project->Add Files to Project，選對Linker Command File（*.cmd）在Files of type下拉菜單，選擇hellocfg.cmd文件，然后按Open。如果看到警告，按Yes。Hello.cmd文件被hellocfg

24、.cmd文件替代，hellocfg.cmd文件是保存DSP/BIOS時生成的。若沒有警告，直接將hello.cmd文件從項目中刪除。你可以自己創(chuàng)建獨立的cmd文件，但文件中必須引用DSP/BIOS的生成的配置cmd文件。如：-1 hellocfg.cmdYour Code .從項目中刪除vectors.asm源文件。因為硬件中斷可以通過DSP/BIOS設置，不需要單獨的處理。從項目中刪除rts6400.lib文件。這個庫已經(jīng)被hellocfg.cmd自動引用了。選擇Project->Save保存對項目的更改。建議在編譯和運行項目前，先保存修改。選擇Project->Rebuild

25、All。經(jīng)過以上修改，項目變化為：第六步：在CCS的Simulator環(huán)境下測試工程選擇File->Load Program，選中hello.out，確定。選擇DSP/BIOS->Message Log，出現(xiàn)窗口：在Log窗口按右鍵，選擇屬性，把輸出文件指定到hello.txt，用來保存結果，便于以后查看。選擇Debug->Go Main，然后F10，單步運行。觀察Log窗口的輸出。在Log窗口，按右鍵選擇close，關閉窗口。重新Load程序，按F4。運行程序，等待一會兒，再按結束，中止程序運行。File->Open，然后在Debug目錄中選擇hello.txt，打開

26、查看，內(nèi)容和窗口的輸出是一樣的，都是hello world!第七步：評估DSP/BIOS輸出函數(shù)LOG_printf()的執(zhí)行時間（周期數(shù)）在這個步驟中，我們利用CCS的Profiling工具來評估LOG_printf()函數(shù)需要的指令周期數(shù)目，并且和printf()和put()函數(shù)對比。選擇File->Reload Program。選擇Profiler->Start New Session，彈出Proliler session窗口，接受默認的名稱MySession，確認。如果出現(xiàn)錯誤，可以禁用RTDX功能。在MySession的窗口中，選擇Ranges選項。雙擊hello.c文件

27、，在Project View中打開源文件。高亮調(diào)用LOG_printf函數(shù)的語句。用鼠標拖曳到MySession Profile窗口中。MySession Profile窗口得到如下設置。時間的行號（line 28）可能會有所不同。按下“Run”按鈕，或按F5運行程序。在MySession Profile窗口，觀察Incl. Total column.（由于這個函數(shù)只執(zhí)行一次，所以Total、Maximum和Minimum是相同的）The Incl.Total的含義：這個參數(shù)是用來表示從匯編指令執(zhí)行到這一行的開始到執(zhí)行結束所需要的指令周期數(shù)目。比較LOG_printf()函數(shù)和puts()函數(shù)

28、的指令周期數(shù)目。結論：經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，LOG_printf()函數(shù)比puts()函數(shù)的效率高很多。實際的指令周期數(shù)目和DSP芯片的型號有關。調(diào)用LOG_printf()函數(shù)效率高的原因是字符串的格式化工作在主機（PC）完成，而不是目標板（DSP）上完成，所以說，LOG_printf()函數(shù)效率非常高。4實驗內(nèi)容及實驗數(shù)據(jù)記錄1、打開已有的Hello World工程，評估stdio.h的運行效率，即put()函數(shù)的性能；2、在Hello World基礎上，創(chuàng)建一個基于DSP/BIOS的Hello World工程；3、評估DSP/BIOS的輸出函數(shù)性能，即LOG_printf()函數(shù)運行的指令周期。

29、5實驗程序或?qū)嶒灁?shù)據(jù)處理與分析完成實驗內(nèi)容，運行成功，得到輸出結果如以下表格：運行一次所需要的指令周期數(shù)（單位：個）put()函數(shù)1700LOG_prinrt()函數(shù)36printf()函數(shù)2255分析：經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，LOG_printf（）函數(shù)比puts（）函數(shù)效率高很多。實際的指令周期數(shù)目和DSP芯片型號有關。由于調(diào)用LOG_printf函數(shù)式字符串的格式化工作在主機PC完成，而不是在目標板DSP上完成的，所以調(diào)用LOGprintf函數(shù)效率高很多。實驗相關數(shù)據(jù)：1）error2）創(chuàng)建DSP/BIOS的配置文件3） 測試工程4） puts函數(shù)提示5） printf函數(shù)6）LOG_printf

30、函數(shù)6質(zhì)疑、建議、問題討論 通過實驗也進一步熟練了對CCS軟件的使用，熟悉CCS環(huán)境下DSP/BIOS軟件的創(chuàng)建和使用以及學會了怎么在CCS環(huán)境下對代碼的運行效率和性能做出正確的評估和分析。本次實驗要特別小心的選擇正確的芯片型號以及對應庫，否則操作時將會出現(xiàn)問題。福建農(nóng)林大學計算機與信息學院信息工程類實驗報告系： 電子信息工程 專業(yè)： 電子信息工程 年級： 10 姓名： 學號： 實驗課程： DSP 實驗室號： 田C513 實驗設備號： 17 實驗時間： 2013-11-15 指導教師簽字： 成績： 實驗五 利用BIOS調(diào)試程序1實驗目的和要求通過對一個工程的調(diào)試，了解多線程的調(diào)度方法；學會查看

31、程序性能的方法；學習更多的BIOS調(diào)試工具，如Execution Graph，the real-time analysis controlpanel （RTA Control Panel），the Statistics View，and the CLK（clock），SWI（software interrupt），STS（statistics），and TRC（trace）等模塊。注意：如果使用的是C6416 target，DSP/BIOS的實時分析工具只能在停止模式下才能更新數(shù)據(jù)。因此，分析數(shù)據(jù)只有當?shù)竭_斷點或者掛起的時刻才能送往主機PC顯示分析。DSP/BIOS的一些功能，如CPU Loa

32、d Graph，需要有硬件的CPU才能運行。2主要儀器設備（實驗用的軟硬件環(huán)境）CCS2.2環(huán)境，C64XX Device Simulator3操作方法與實驗步驟第一步：打開一個已有的工程在C:timyprojects目錄創(chuàng)建volume2文件夾。把C:titutorialsim64xxvolume2文件夾的所有文件拷貝到這個新建的目錄中。啟動CCS。選擇Project->Open，選擇volume.pjt文件，按Open。展開項目，觀察文件的內(nèi)容，有：volume.pjt、DSP/BIOS Config、and Source。volumecfg.cmd文件是創(chuàng)建的一個配置文件，包含了大

33、量的DSP / BIOS的頭文件。這個工程文件包含的文件有：volume.cdb：配置工具生成的配置文件。volume.c：包含main()的C語言程序源文件。 volume.h：C語言程序源文件所需要的頭文件夾。load.asm：匯編文件。volumecfg.cmd：配置工具生成的連接命令文件。volumecfg.h：配置工具生成的包含對象聲明的頭文件。volumecfg.s62：配置工具生成的匯編源文件。volumecfg.h62：配置工具生成的C語言頭文件。volumecfg_c.c：包含芯片支持庫的程序文件。第二步：查看源代碼#include <std.h>#include

34、 <log.h>#include <swi.h>#include "volumecfg.h"#include "volume.h"/* Global declarations */Int inp_bufferBUFSIZE; /* processing data buffers */Int out_bufferBUFSIZE;Int gain = MINGAIN; /* volume control variable */Uns processingLoad = BASELOAD; /* processing routine lo

35、ad value */* Functions */extern Void load(Uns loadValue);Int processing(Int *input, Int *output);Void dataIO(Void);Void main() LOG_printf(&trace,"volume example startedn"); /* fall into DSP/BIOS idle loop */ return;Int processing(Int *input, Int *output) Int size = BUFSIZE; while(size-) *output+ = *input+ * gain