2024年DSP技术实验报告

福计算机与信息學院信息工程类试验汇报課程名称：DSP技术姓名：系：電子信息工程专业：電子信息工程年级：學号：指导教師：职称：讲師11月21曰试验项目列表序号试验项目名称成绩指导教師1试验1汇编語言、体系构造和CCS2试验2C6000流水线和C运行時环境3试验3C6000代码优化4试验4运用BIOS创立工程及性能分析5试验5运用BIOS调试程序67891011121314151617181920福建农林大學计算机与信息學院信息工程类试验汇报系：電子信息工程专业：電子信息工程年级：级姓名：學号：试验課程：试验室号：___田C513试验设备号：试验時间：.10.18指导教師签字：成绩：试验1汇编語言、体系构造和CCS1．试验目的和规定1.熟悉DSP软件開发环境CCS的使用。2.熟悉CCS中的C語言编程。3.理解C6000DSP的汇编語言。2．重要仪器设备（试验用的软硬件环境）安装了CCS2.0的计算机，采用simulator配置文献sim6201_simulator.cfg3．操作措施与试验环节1、配置CCS打開桌面程序“SetupCCS2('C6000)”，采用simulator配置文献sim6201_simulator.cfg，配置完毕後保留。2、试验内容1操作环节：（2）打開CCS：①打双击桌面程序：SetupCCS2('C6000)，配置CCS，选C6xxx；②配置好後，打開桌面程序：CCS2('C6000)；（3）打動工程文献：①把文献夹tutorial\sim62xx\hello1拷贝到myproject下；②單击菜單Project->Open，打開hello.pjt，选择支持库rts6200.lib（4）编译程序：菜單Project->build或rebuild（5）加载程序：菜單File->LoadProgram，选择Debug下的.out文献装入目的板（6）gomain：菜單Debug->gomain，执行到main()处暂停（7）执行程序：Debug->Run（8）设置断點：Togglebreakpoint（9）單步执行：Step（两种：C和汇编）（10）观测变量：菜單Edit->Variable（11）观测存储器：菜單Edit->Memory（12）测试函数执行的CLK：Profiler->ViewClock（13）混合代码显示：View->MixedSource/ASM3、自行完毕试验内容2的操作。4、自行完毕试验内容3的编程及编译、目的程序的加载和执行，观测c=a*b對应的汇编代码，并解释该汇编代码。4．试验内容及试验数据记录1．新建一种project，把tutorial\sim62xx\hello1的文献添加進去，完毕其功能。练习CCS的基本操作：加载程序、gomain、执行程序、设置断點、單步执行、观测变量、观测存储器、测试函数执行的CLK、混合代码显示。2．打開tutorial\sim62xx\volume1的项目文献，完毕图形方式观测变量、设置探點、GEL控制变量、FILEIO、動画显示输入输出的功能。然後單步执行load.asm，观测C代码调用、寄存器的变化、测试函数执行時间、怎样循环和返回C代码。3．解释怎样在C6201上实現32bitint乘32bitint,成果是32bitint的過程：在刚刚的hello1中设置3個全局变量inta=0x10008;intb=56;intc;在main函数中执行語句c=a*b;build後加载执行程序,混合代码显示c=a*b對应的汇编代码，解释之。5．试验程序或试验数据处理与分析1.配置CCS2.打開CCS（1）打動工程文献：①把文献夹tutorial\sim62xx\hello1拷贝到myproject下；②單击菜單Project->Open，打開hello.pjt，选择支持库rts6200.lib （2）编译程序：菜單Project->build或rebuild（3）加载程序：菜單File->LoadProgram，选择Debug下的.out文献装入目的板（4）gomain：菜單Debug->gomain，执行到main()处暂停（5）执行程序：Debug->Run（6）设置断點：Togglebreakpoint（7）單步执行：Step（两种：C和汇编）（8）观测变量：菜單Edit->Variable（9）观测存储器：菜單Edit->Memory（10）测试函数执行的CLK：Profiler->ViewClock（11）混合代码显示：View->MixedSource/ASM3.自行完毕试验内容3的编程及编译、目的程序的加载和执行，观测c=a*b對应的汇编代码，并解释该汇编代码。6．质疑、提议、問題讨论通過本次试验，使我熟悉了DSP软件開发环境CCS的使用，熟悉CCS中的C語言编程，并且初步理解C6000DSP的汇编語言。福建农林大學计算机与信息學院信息工程类试验汇报系：電子信息工程专业：電子信息工程年级：姓名：學号：1试验課程：试验室号：______试验设备号：试验時间：指导教師签字：成绩：试验2C6000流水线和C运行時环境1．试验目的和规定1.熟悉DSP软件開发环境CCS的使用。2.熟悉C6000中的C运行時环境。2．重要仪器设备（试验用的软硬件环境）安装了CCS2.0的计算机，采用simulator配置文献sim6201_simulator.cfg3．操作措施与试验环节1）打開ccs6000的C运行時的环境； 2）双击桌面程序SetupCCS2(6000),配置CCS，选择C6xxx； 3）配置好後，打開桌面程序CCS2（6000）； 4）把文献夹tutorial\sim62xx\hello1拷贝到myproject下； 5）單击菜單project->open,打開open.pjt,选择文献库rts6200.lib； 6）将汇编代码段加到hello.asm，再在hello.c中加入汇编子函数的C語言程序，進行编译、加载生成.out文献，执行产生成果。4．试验内容及试验数据记录采用simulator配置文献sim6201_simulator.cfg1．Hello1中添加1個C文献sop_c.c，该文献是一种乘法累加的子函数sop_c(short*a,short*x,int*y,intn)，然後在main函数中调用。不选择任何优化选项。用混合代码显示，在汇编层次执行sop_c子函数，观测调用、执行和返回的過程。2．用汇编語言实現两個数组a(n)和x(n)的乘法累加功能。汇编文献名為：sop_asm.asm，主函数C中调用格式：intsop_asm(short*a,short*x,intn)。5．试验程序或试验数据处理与分析1)在Hello1中添加文献sop_c.c在mian函数中调用：2）在Hello1中添加文献sop_asm.asm在main函数中调用3)试验处理：6．质疑、提议、問題讨论由于對c6000的使用還不是太熟悉，因此操作中還是不太纯熟，并且在编写代码時也有些不必要的錯误，但進過细心的观测，最终找到錯误并改正，此後应當注意，本次试验使我熟悉DSP软件開发环境CCS的使用，熟悉C6000中的C运行時环境。福建农林大學计算机与信息學院信息工程类试验汇报系：電子信息工程专业：電子信息工程年级：姓名：學号：试验課程：试验室号：____试验设备号：试验時间：指导教師签字：成绩：试验3C6000代码优化1．试验目的和规定1.熟悉DSP软件開发环境CCS的使用。2.掌握CCS中的C語言编程。3.熟悉C6000DSP的代码优化過程。2．重要仪器设备（试验用的软硬件环境）安装了CCS2.0的计算机，采用simulator配置文献sim6201_simulator.cfg3．操作措施与试验环节1）打開ccs6000的C运行時的环境； 2）双击桌面程序SetupCCS2(6000),配置CCS，选择C6xxx； 3）配置好後，打開桌面程序CCS2（6000）； 4）把文献夹tutorial\sim62xx\hello1拷贝到myproject下； 5）單击菜單project->open,打開open.pjt,选择文献库rts6200.lib； 6）将汇编代码段加到hello.asm，再在hello.c中加入汇编子函数的C語言程序，進行编译、加载生成.out文献，执行产生成果。4．试验内容及试验数据记录1．采用simulator配置文献sim6201_simulator.cfg，写手工优化的sop_asm.asm程序：在试验二的基础上实現16bit数组的乘法累加的函数，并手工优化和采用软件流水优化。规定：(1)使用LDW和MPY,MPYH指令；對于C64可以使用扩展乘法指令。(2)画出有关图和模迭代间隔表。5．试验程序或试验数据处理与分析1.实現16位数组乘法函数1)在hello.c中添加文献sop_c.c2)在main函数中的调用3)编译运行成果 2.优化 1)线性汇编优化sop_sa.sa 2)在main函数中的调用 3)编译运行成果 4)汇编优化sop_asm.asm 5)在main函数中的调用 6)编译运行成果6．质疑、提议、問題讨论通過本次试验，深入熟悉DSP软件開发环境CCS的使用，也懂得并且熟悉C6000DSP的代码优化過程，但還是发現自已在编写改善程序上能力局限性，此後一定加强這方面的练习。福建农林大學计算机与信息學院信息工程类试验汇报系：電子信息工程专业：電子信息工程年级：姓名：學号：试验課程：试验室号：___试验设备号：试验時间：指导教師签字：成绩：试验4运用BIOS创立工程及性能分析1．试验目的和规定1．通過创立基于DSP/BIOS的HelloWorld工程实例，熟悉CCS环境下DSP/BIOS软件的创立和使用措施。2．熟悉在CCS环境下對代码的运行效率和性能作出评估的工具和措施。3．试验规定完毕试验内容，运行成功，得到输出成果，填写如下表格，并作出對比分析。运行一次所需要的指令周期数（單位：個）put()函数1700LOG_prinrt()函数36printf()函数25302．重要仪器设备（试验用的软硬件环境）安装了CCS2.0的计算机，采用simulator配置文献sim6201_simulator.cfg3．操作措施与试验环节第一步：打開已經有工程并运行在C:\ti\myprojects目录裏面创立hellobios目录。把C:\ti\tutorial\sim64xx\hello1裏的所有文献拷贝到這個新的目录下面。假如CCS還没有启動，启動CCS环境，Setup裏面设置為C64xxDeviceSimulator。选择Project->Open，打開這個工程，工程的项目文献目录為：C:\ti\myprojects\hellobios，项目名称是hello.pjt。若提醒如下錯误，选择Browse，选择目录：C:\ti\C6000\cgtools\lib\rts6400.lib，打動工程。编译，运行工程，查當作果，应當是输出helloworld字符。第二步：评测stdio.h中输出函数put()的执行時间（周期数）新建一种Profiler，选择Profiler->StartNewSession，名称為MySession，确定。出現Session窗口，选择Range栏。如下所示，出現hello.out。用鼠標拖曳，高亮put()函数，如下所示：按住鼠標，拖曳到Range窗口裏面，出現：重新Load程序，运行，得到运行成果如下：結论：采用put()函数输出一次的指令周期数是：1700。采用同样措施，测试printf()函数的指令周期数目：记录put()函数和printf()函数需要的指令周期数到表格，用来和下面试验的成果對比。第三步：编辑源代码在CCS裏，关闭hello.c窗口。用WindowsExplorer把C:\ti\tutorial\sim64xx\hello2目录裏的hello.c文献拷贝到C:\ti\myprojects\hellobios目录。按Yes覆盖本来已經存在的hello.c文献。hello2例中采用DSP/BIOS函数来替代hello1例中的原则C函数的put()输出函数。双击hello.c文献，在ProjectView窗口打開源文献。注意新代码的几點問題：#include<std.h>#include<log.h>#include"hellocfg.h"Voidmain(){LOG_printf(&trace,"helloworld!");/*fallintoDSP/BIOSidleloop*/return;}hello.c文献首先包括了std.h和log.h两個頭文献。程序假如想使用DSP/BIOSAPI那它必须包括std.h文献以及程序中用到的模块的對应頭文献。log.h頭文献中定义了LOG_Obj构造以及LOG模块用的API函数的申明。std.h文献必须在其他的DSP/BIOS模块頭文献之前申明。其他模块的頭文献申明次序不重要。代码接下来要包括hellocfg.h頭文献，這個文献在创立并保留DSP/BIOS配置的時候创立的。下一种环节我們就来创立這個文献。這個文献包括了配置文献夹裏面的DSP/BIOSobjects的外部申明。hellocfg.h文献也包括了配置文献裏定义的DSP/BIOS模块的頭文献。既然std.h和log.h文献都會被hellocfg.h文献引用，那么hello.c文献的頭两行時间上是冗余的。不過這样也不會有任何問題。调用LOG_printf的代码实际上是传递LOGobject對象（&trace）和helloworld消息的地址。最终main()函数返回，這個函数导致程序進入DSP/BIOS的Idle循环。在這個循环中，DSP/BIOS等待线程，例如软件中断和硬件中断发生。在该例中，没有其他线程发生，因此會一直处在IDLE状态。第四步：创立DSP/BIOS的配置文献选择File->New->DSP/BIOSConfig。选择一种目的模板，根据芯片选择，我們选c64xx.cdb，然後按OK。观测configuration窗口，左边窗口是模块的列表，可以通過點击模块的“+”号打開下级目录，也可以按右键新建一种對象或查看一种建立好的對象的属性。點击Instrumentation目录左侧的+号，显示模块的列表。邮局选择LOG—EventLogMannger然後右击选择InsertLOG。這個环节是创立一种LOG對象，名称為LOG0。右键选中LOG0對象，然後右击选择Rename。把LOG對象更名為trace.假如你在使用软件仿真器，需要设置RTDX模式為Simulator。选择RTDX—Real-TimeDataExchangeSettings，右键，选择属性，打開對话框：将RTDXMode设定為Simulator即可。假如有目的板，可以选择JTAG。选择File->Save。保留到目前目录（一般是C:\ti\myprojects\hellobios）命名為hello.cdb，保留這個配置後，會生成如下6個文献：Hello.cdb 保留配置的内容Hellocfg.cmd 链接command文献Hellocfg.h 包括DSP/BIOS模块頭文献和配置文献中用到的外部對象、变量的申明Hellocfg.s62 DSP/BIOS设置的汇编語言源文献Hellocfg.h62 Hellocfg.s62引用到的汇编語言源文献Hellocfg_c.c ChipSupportLibrary（CSL）代码构造和设置第五步：添加DSP/BIOS文献到工程项目选择Project->AddFilestoProject，在Filesoftype栏目裏选择ConfigurationFile（*.cdb），选中hello.cdb文献後，點Open。注意添加後，hello.cdb出目前PorjectView窗格下目录DSP/BIOSConfig裏。此外，CCS自動添加Hellocfg.s62和Hellocfg_c.c文献到生成的目录下。输出文献名必须和.cdb文献一致。可以通過Project->BuildOptions打開Linker標签查看，确认OutputFilename内容是.\Debug\hello.out，按OK确定。再次选择Project->AddFilestoProject，选對LinkerCommandFile（*.cmd）在Filesoftype下拉菜單，选择hellocfg.cmd文献，然後按Open。假如看到警告，按Yes。Hello.cmd文献被hellocfg.cmd文献替代，hellocfg.cmd文献是保留DSP/BIOS時生成的。若没有警告，直接将hello.cmd文献從项目中删除。你可以自已创立独立的cmd文献，但文献中必须引用DSP/BIOS的生成的配置cmd文献。如：-1hellocfg.cmdYourCode從项目中删除vectors.asm源文献。由于硬件中断可以通過DSP/BIOS设置，不需要單独的处理。從项目中删除rts6400.lib文献。這個库已經被hellocfg.cmd自動引用了。选择Project->Save保留對项目的更改。提议在编译和运行项目前，先保留修改。选择Project->RebuildAll。通過以上修改，项目变化為：第六步：在CCS的Simulator环境下测试工程选择File->LoadProgram，选中hello.out，确定。选择DSP/BIOS->MessageLog，出現窗口：在Log窗口按右键，选择属性，把输出文献指定到hello.txt，用来保留成果，便于後来查看。选择Debug->GoMain，然後F10，單步运行。观测Log窗口的输出。在Log窗口，按右键选择close，关闭窗口。重新Load程序，按F4。运行程序，等待一會儿，再按結束，中断程序运行。File->Open，然後在Debug目录中选择hello.txt，打開查看，内容和窗口的输出是同样的，都是helloworld!第七步：评估DSP/BIOS输出函数LOG_printf()的执行時间（周期数）在這個环节中，我們运用CCS的Profiling工具来评估LOG_printf()函数需要的指令周期数目，并且和printf()和put()函数對比。选择File->ReloadProgram。选择Profiler->StartNewSession，弹出Prolilersession窗口，接受默认的名称MySession，确认。假如出現錯误，可以禁用RTDX功能。在MySession的窗口中，选择Ranges选项。双击hello.c文献，在ProjectView中打開源文献。高亮调用LOG_printf函数的語句。用鼠標拖曳到MySessionProfile窗口中。MySessionProfile窗口得到如下设置。時间的行号（line28）也許會有所不一样。按下“Run”按钮，或按F5运行程序。在MySessionProfile窗口，观测Incl.Totalcolumn.（由于這個函数只执行一次，因此Total、Maximum和Minimum是相似的）TheIncl.Total的含义：這個参数是用来表达從汇编指令执行到這一行的開始到执行結束所需要的指令周期数目。比较LOG_printf()函数和puts()函数的指令周期数目。結论：通過對比发現，LOG_printf()函数比puts()函数的效率高诸多。实际的指令周期数目和DSP芯片的型号有关。调用LOG_printf()函数效率高的原因是字符串的格式化工作在主机（PC）完毕，而不是目的板（DSP）上完毕，因此說，LOG_printf()函数效率非常高。4．试验内容及试验数据记录1、打開已經有的HelloWorld工程，评估stdio.h的运行效率，即put()函数的性能；2、在HelloWorld基础上，创立一种基于DSP/BIOS的HelloWorld工程；3、评估DSP/BIOS的输出函数性能，即LOG_printf()函数运行的指令周期。5．试验程序或试验数据处理与分析1）打開已經有工程并运行對hello.pjt编译并运行：2）评测stdio.h中输出函数put()的执行時间MySession窗口将put()函数拉人ranges中：重新Load程序，运行，得到运行成果如下：結论：采用put()函数输出一次的指令周期数是：1700。采用以上措施，测试printf()函数的指令周期：将put()語句改成printf()語句，然後拉人ranges中重新Load，得到成果如下：結论：采用printf()函数输出一次的指令周期数是：2530。3）编辑源代码4）创立DSP/BIOS的配置文献选择目的版：c64xx.cdb创立一种LOG對象，名称為LOG0,右键选中LOG0對象，然後右击选择Rename。把LOG對象更名為trace.选择RTDX—Real-TimeDataExchangeSettings，右键，选择属性，打開對话框：设置RTDX模式為Simulator。选择File->Save。保留到目前目录（一般是C:\ti\myprojects\hellobios）命名為hello.cdb，保留這個配置後，會生成如下6個文献：5）添加DSP/BIOS文献到工程项目（1）添加hello.cdb(2)输出文献名必须和.cdb文献一致：确认OutputFilename内容是.\Debug\hello.out，按OK确定。(3)添加hellocfg.cmd文献：并移除hello.cmd文献、vectors.asm源文献、rts6400.lib文献(5)RebuildAll6）在CCS的simulator环境下测试工程 (1)选择DSP/BIOS->MessageLog，出現窗口：在Log窗口按右键，选择属性，把输出文献指定到hello.txt，用来保留成果:(2)选择Debug->GoMain，然後F10，單步运行。观测Log窗口的输出:(3)File->Open，然後在Debug目录中选择hello.txt，打開查看，内容和窗口的输出是同样的，都是helloworld!7）评估DSP/BIOS输出函数LOG_printf()的执行時间 (1)选择Profiler->StartNewSession，弹出Prolilersession窗口，接受默认的名称MySession，确认。假如出現錯误，可以禁用RTDX功能。(2)将LOG_printf函数的語句拖曳到MySessionProfile窗口中：并运行程序結论：采用LOG_printf()函数输出一次的指令周期数是：36。結论：通過對比发現，LOG_printf()函数比puts()函数的效率高诸多。实际的指令周期数目和DSP芯片的型号有关。调用LOG_printf()函数效率高的原因是字符串的格式化工作在主机（PC）完毕，而不是目的板（DSP）上完毕，因此說，LOG_printf()函数效率非常高。6．质疑、提议、問題讨论本次试验，重要是熟悉CCS环境下DSP/BIOS软件的创立和使用措施、熟悉在CCS环境下對代码的运行效率和性能作出评估的工具和措施。在要注意的是本次配置CCS時要用的是rts6400.lib库而不在是rts6200.lib库。通過试验使我對代码有了新的理解。福建农林大學计算机与信息學院信息工程类试验汇报系：電子信息工程专业：電子信息工程年级：姓名：學号：试验課程：试验室号：____试验设备号：试验時间：5指导教師签字：成绩：试验5运用BIOS调试程序1．试验目的和规定通過對一种工程的调试，理解多线程的调度措施；學會查看程序性能的措施；學习更多的BIOS调试工具，如ExecutionGraph，thereal-timeanalysiscontrolpanel（RTAControlPanel），theStatisticsView，andtheCLK（clock），SWI（softwareinterrupt），STS（statistics），andTRC（trace）等模块。注意：1、 假如使用的是C6416target，DSP/BIOS的实時分析工具只能在停止模式下才能更新数据。因此，分析数据只有當抵达断點或者挂起的時刻才能送往主机PC显示分析。2、 DSP/BIOS的某些功能，如CPULoadGraph，需要有硬件的CPU才能运行。3.试验规定1）完毕试验内容，运行成功，得到输出成果。2）修改Load数值（分别為1，100，100），在线程执行图中查看SWI進程执行時间。3）修改Load数值（分别為1，100，100），在线程记录数据表中查看SWI進程执行時间（ms），指令周期数据。2．重要仪器设备（试验用的软硬件环境）安装了CCS2.0的计算机，采用simulator配置文献sim6201_simulator.cfg3．操作措施与试验环节第一步：打開一种已經有的工程在C:\ti\myprojects目录创立volume2文献夹。把C:\ti\tutorial\sim64xx\volume2文献夹的所有文献拷贝到這個新建的目录中。启動CCS。选择Project->Open，选择volume.pjt文献，按Open。展開项目，观测文献的内容，有：volume.pjt、DSP/BIOSConfig、andSource。volumecfg.cmd文献是创立的一种配置文献，包括了大量的DSP/BIOS的頭文献。這個工程文献包括的文献有：volume.cdb：配置工具生成的配置文献。volume.c：包括main()的C語言程序源文献。volume.h：C語言程序源文献所需要的頭文献夹。load.asm：汇编文献。volumecfg.cmd：配置工具生成的连接命令文献。volumecfg.h：配置工具生成的包括對象申明的頭文献。volumecfg.s62：配置工具生成的汇编源文献。volumecfg.h62：配置工具生成的C語言頭文献。volumecfg_c.c：包括芯片支持库的程序文献。第二步：查看源代码#include<std.h>#include<log.h>#include<swi.h>#include"volumecfg.h"#include"volume.h"/*Globaldeclarations*/Intinp_buffer[BUFSIZE];/*processingdatabuffers*/Intout_buffer[BUFSIZE];Intgain=MINGAIN;/*volumecontrolvariable*/UnsprocessingLoad=BASELOAD;/*processingroutineloadvalue*//*Functions*/externVoidload(UnsloadValue);Intprocessing(Int*input,Int*output);VoiddataIO(Void);Voidmain(){LOG_printf(&trace,"volumeexamplestarted\n"); /*fallintoDSP/BIOSidleloop*/return;}Intprocessing(Int*input,Int*output){Intsize=BUFSIZE;while(size--){*output++=*input++*gain;} /*additionalprocessingload*/load(processingLoad);return(TRUE);}VoiddataIO(){ /*dodataI/O*/SWI_dec(&processing_SWI);/*postprocessing_SWIsoftwareinterrupt*/}第三步：修改配置文献File->Open，在窗口的文献件类型选.cdb，打開volume.cdb文献，修改LOG下trace的buffer，buffer長度改為256。右击CLK-ClockManager，查看CLK函数的属性。Timer的中断是固定的。查看硬中断和软中断函数。點击HWI_INT14，窗口右边的显示即是。Timer0的中断固定為HWI_INT14，對应的函数CLK_F_isr。查看软中断（SWI