DSP——DSP/BIOS——学习笔记总结

这些是关于DSP/BIOS的笔记，注意是针对CCS3.0和DSP/BIOS 5.31的
转自：http://www.61ic.com/Article/C6000/C64X/201104/33780.html

1、  新建的platform必须存为platforms.tci而不是帮助文档里说的某个特殊的名字
2、  线程与中断（包括软、硬中断）之间不能使用semaphores来交互的传递信息，因为在中断中不能调用SEM_PEND这个函数；任务（task）线程若想终止中断函数的运行，必须调用HWI_enable、HWI_disable、SWI_enable、SWI_disable这些函数。
3、  软中断和任务（task）的主要区别是，软中断不能暂停运行来等待某个条件达到要求再继续运行。当软中断被优先级更高的中断打断时，它将停止运行并在需要时重新运行；而任务通常是在循环中运行并允许挂起。
4、  软中断由相关函数触发，例如SWI_post()。
5、  不能调用DSP/BIOS定义的MOD_F_这一类型的函数，例如CLK_F_isr，因为他们仅仅能作为定义的变量。
6、  用户不能定义MOD_ 、MOD_F开头的变量和函数名，这是系统保留的。
7、  在程序中使用DSP/BIOS定义的模块（module）的对象（object），要使用extern来说明，例如：extern LOG_obj trace
8、  在程序中必须包含.cfg.h这个头文件，这是由DSP/BIOS自动产生的相关C头文件。
9、  静态定义的对象（object）不能使用XXX_delete()这样的函数来清除。
10、              绝大多数XXX_create()函数接收其被调用时的最后一个参数XXX_Attrs（注意字母的大小写）作为其新定义的对象的属性，当其为空时则会按照默认属性进行设置。
11、              可以在工程中的汇编文件中使用一个_main函数来代替c文件中的mian()函数。
12、              -u _symbol(例如 –u _malloc)通知连接器使用DSP/BIOS库而不是运行支持库（run time library）中的该函数。
13、              汇编语言中，.asg与.set用法相似，二者区别是.set是将一个变量地定义为常数（并且不能再重新定义），而.asg是将一个字符串定（包括常数）义为一个替代它的变量。
14、              由于main()函数没有使能中断，所以在这里可以单独使能某些中断，但不能使用HWI_enable()来使能全部中断。
15、              对于C5500系列DSP，允许软件通过IVPD和IVPH两个寄存器重新编写中断向量表的起始地址。如果要这样做，必须在硬件启动(hardware reset)之后将合适的地址值写入这两个寄存器然后进行软件启动（software reset）。

1、  对于C5500系列DSP，有三种栈模式（stack mode）可供选择：C54X_TSK（默认模式）、USE_RETA、NO_RETA。若不使用默认模式则必须通过CCS的编译工具正确的配置启动向量（reset vector）的第28、29位。什么时候使用哪种模式？
2、  可以-x来迫使连接器（linker）重新查找库文件来找到第一次未能找到的函数。例如，C++中的new()和delete()函数不被DSP/BIOS库所支持，在使用的时候可能产生一个连接错误，这时可以使用-x选项来避免这个错误。
3、  对于C55x和C6x系列DSP，所有的被DSP/BIOS调用的用户函数都要遵守其相关的C编译器的寄存器规则，无论是使用C还是汇编来编写这些函数。
4、  由于main()函数执行的时候DSP/BIOS还没有完全初始化完成，所以，在main()函数里有相当一部分DSP/BIOS API函数不能调用。
其中，DSP/BIOS的初始化是由DSP_init和DSP_start两部分组成的，在运行main()函数之前运行DSP_init，在之后运行DSP_start。
所以，在DSP_start当中进行初始化的模块，像中断、定时器、调度（schdulers）等模块的相关函数就不能在main()中使用；而内存管理是在DSP_init中进行初始化的则可以，例如，动态分配内存（MEM_alloc、MEM_free）、动态生成和删除模块对象（TSK_create、TSK_delete）。
5、  可以通过不使能GBL模块的全局属性“Enable Real Time Analysis”来优化代码量和执行速度。
6、  LOG对象的logtype属性分为：fixed（固定）和circular（循环）两种，其中，fixed表示当LOG对象的buffer存储满了数据以后则停止继续存储；circular表示当LOG对象的buffer存储满了以后自动覆盖前面的内容，结果就是fixed对象所存储的数据是第一次的数据而circular对象存储的数据是最后一次对象的数据。
7、  LOG对象的buffer大小可以根据使用需要进行修改。例如，使用LOG_printf若是显示足够快，则将LOG对象buffer改小以后不会导致显示左面的标号丢失则可以适当改小buffer。
8、  在使用DSP/BIOS架构的DSP工程中，CPU在工作时执行的是以下这些操作中的一种：
1）  硬件中断服务程序
2）  软件中断服务或周期函数程序
3）  任务（task）函数
4）  在idle循环时的用户定义的函数
5）  通过HST通道向主机传输数据
6）  将实时分析数据传送到DSP/BIOS分析工具中

1、  可以通过给一个硬件中断定义一个监视变量来跟踪它被触发的次数。DSP/BIOS会给每一个硬件中断自动定义一个STS对象来。
2、  除了观察硬件中断和堆栈指针以外，还可以在硬件中断时观察任何一个寄存器和变量的情况。静态对象在每次硬中断时都会更新，这会耗费20到30个指令周期。
3、  观察分配的堆栈是否超出的方法：
1）  在任一个硬件中断函数设置中，使能implicit instrumentation。
2）  在HWI模块中选中该中断对应的对象，设置其属性为STS_delta(*addr)。
3）  在STS模块中找到该中断相关的对象，设置其“prev”属性为“0xBEEF”（5000和2800系列DSP）。
4）  载入并运行程序，使用Statistics View察看属性的改变。
5）  任何超出堆栈的情况发生都会导致该对象出现非零值。
4、  可以通过设置来观察定时器中断的延迟，即中断触发标志使能到第一条中断指令之间的执行时间，具体设置见SPRU423F P84，5500系列DSP由于其定时器的访问不在数据存储空间，所以不能观察。
5、  Kernel Object View不会通过idle线程自动更新，必须在断点的时候或通过右键刷新来更新其内容。
6、  Kernel Object View中的MEM选项主要是显示heap的各种属性。SPRU423F P93
7、  MADU：minimum addressable data unit，对于C5000系列DSP来说是16bit的word。
8、  基于DSP/BIOS架构的DSP软件系统包括4中线程：硬件中断（HWI，包括时钟函数）、软件中断（SWI，包括周期（PRD）函数）、任务（TASK）、后台函数（IDL）。
9、  软件中断应当用于管理100ms或需要更多时间的事件。
10、              各种线程的选择规则：
1）  HWI应该用于响应函数时间小于5ms，并且若不及时响应，其相关数据就有可能丢失的情况；SWI和TSK应当用于响应函数时间为100ms左右的情况。
2）  对于线程之间关系简单的使用SWI，较复杂的使用TSK。TSK可以被挂起而SWI不能；SWI由于使用单独的堆栈相对TSK更有内存使用的效率。SWI在运行之前，其使用到的数据必须已经准备好，可以通过SWI对象的邮箱来通知它。
3）  IDL函数在系统不使用CPU的时候运行。
4）  CLK函数直接使用timer中断触发。基本的CLK函数：PRD_clock为周期函数产生一个tick，用户可以增加运行在相同频率的时钟函数。由于这些函数时作为HWI来处理的，所以必须尽量减少运行时间。
PRD函数作为SWI处理，所有的PRD函数拥有相同的SWI优先级

1、  可以通过HWI_disable、SWI_disable、TSK_disable等函数禁止这些线程的运行，并且当当前最高优先级的线程是Task时，这个Task如果被阻塞（block），那么将禁止其他的线程的运行。
2、  在使用HWI对象时，若其中断处理函数使用C语言来编写则一定不能使用interrupt关键字或INTERRUPT pragma，因为HWI对象调用的函数已经包含了这些功能。
3、  在SWI和TSK中可以通过调用HWI_disable()和HWI_enable()/HWI_restore()来禁止和使能HWI中断函数。这些函数是通过操作INTM位来控制全局中断。HWI_enable()函数是使能全局中断，HWI_restore()函数是将调用HWI_disable()之前的值装载进去。
4、  HWI产生时，需要在执行其ISR之前将它所用到的可能改变的寄存器保护起来，返回时要将这些值填写回去。DSP/BIOS提供HWI_enter和HWI_exit宏来完成这两种功能。
在使用C语言编写ISR程序时，可以通过DSP/BIOS设置其HWI对象的属性使用“HWI dispatcher”自动地完成这两个步骤，也可以在自己的程序中调用HWI_enter和HWI_exit宏来完成这两个功能。
5、  在DSP/BIOS架构下，若在处理中断时不使用HWI dispatcher则应该调用中断处理函数前后调用HWI_enter和HWI_exit进行相关处理。（SPRU423F example 4-3、4-4、4-5）
6、  软中断（SWI）和基于一些类型的SWI指令是不一样的，DSP/BIOS的SWI中断是与DSP的类型无关的。SWI中断是由类似SWI_post这样的函数触发的。SWI适合用于那些发生频率较低的或对于实时性要求低于HWI中断的任务。

1、  SWI可以由：SWI_andn
                        SWI_dec
                        SWI_inc
                        SWI_or
                        SWI_post
这些函数触发。
2、  可以在HWI中触发一个SWI，这个SWI要么处于HWI_enter和HWI_exit之间，要么由HWI_dispather调用。
3、  每一个SWI可以有两个变量。
4、  动态定义SWI（调用SWI_create函数）只能是在task这一级，而不能在HWI和SWI中。
5、  SWI的优先级0级最低，14级最高。
6、  系统堆栈（system stack）保存了每一次SWI发生时需要保存的寄存器内容，每增加一级SWI优先级就会在其中分配一部分内存，所以，内存效率最高的用法是将所有的SWI设定为同一个优先级，不过这是不可能的，所以应该尽量设置少的SWI优先级来保证减少system stack的大小。
默认的system stack的大小是256words，可以通过设置.tcf文件中MEM的属性（点右键）改变，system stack的估计大小会显示在.tcf文件顶部的状态栏中。
7、  如果TSK管理器被使能，则在SWI模块中会有KNL_swi对象来管理task，而KNL_swi的SWI优先级为最低：0级，其他的SWI对象不能被设置为这个最低的优先级（0级）。
8、  相同优先级的SWI的运行顺序是不能设置的。
9、  当一个SWI的ISR程序从响应列表中移出的时候，它的mailbox的值会被重置为初始值（即在.tcf中设置的值）；如果一个SWI的ISR程序在运行的时候它被触发，则该SWI的mailbox的值会被设置成这次触发相关的值，但不会影响当前运行的程序（包括在其中调用SWI_getmbox()时的返回值）。
这就是说在一个SWI的ISR程序没有完成时也能更新它的mailbox的值。

1、  触发SWI的API函数有不同的功能：
1）如果SWI的ISR函数不论其是否在运行都必须对每次触发都响应，则使用   SWI_inc函数。
2） SWI_andn(&swiHandle, data)可以检验其参数的data的某些位是否为“1”，是的话则运行ISR函数。
3）  SWI_or(&swiHandle, data)直接触发ISR函数，在ISR程序中调用SWI_getmbox()函数得到data值，根据data的具体数值不同可以再使用switch-case语句运行不同的程序分支，注意，此前要在设置中将该SWI属性中的mailbox参数设置为0，否则不能运行正确的程序分支。
4）        如果需要设置某一事件多次发生才触发一次SWI的ISR函数则可以调用  SWI_dec()函数，这时，在SWI的该模块将其“mailbox”属性设置为需要重复的次数，每调用一次SWI_dec()函数则该数字减少1，当减少到0的时候，运行ISR函数。
2、使用SWI的好处：
1）可以在所有HWI使能的时候运行。
例如，在一个HWI中定义一个共享数据结构，如要在一个task中改变它则要先禁止该HWI，这样将会影响到系统的实时性；如果是在一个SWI中定义这个结构则不会存在这种问题。通常是将一个ISR分为两个部分，需要严格遵守时间限制的放在HWI中，不那么严格的放在SWI中。
2）  SWI可以调用一些函数而HWI不能。
因为在DSP/BIOS更新其内部数据结构时，SWI是不会运行的。必须对限制哪些函数能在HWI中调用，哪些只能在SWI中调用非常熟悉。Functions Callable by Tasks, SWI Handlers, or Hardware ISRs in the TMS320 DSP/BIOS API Reference Guide for your platform that lists DSP/BIOS functions and the threads from which each function can be called.
SWI可以调用任何不会被阻塞的API函数，则任何能够被阻塞的函数和调用这类函数的函数都不能被SWI调用。
3、当一个SWI中断了另一个线程的时候，DSP/BIOS会自动保存绝大部分的寄存器的值，所以不论是使用C或是汇编来编写ISR程序都不必再保存这些寄存器，当然，最保险的方法是在使用汇编的时候再将没有保存的寄存器保存一下（对C54x来说是ar1、ar6和ar7）。对于HWI来说，必须使用HWI_enter和HWI_exit或是HWI dispatcher来保存这些值。
Note:
An important side effect of SWI_disable is that task preemption is also
disabled. This is because DSP/BIOS uses software interrupts internally to
manage semaphores and clock ticks.
4、每一个task都有自己的堆栈来保存其局部变量。可以在对象属性中具体规定其堆栈的大小。
5、包含有semaphore、mailbox等资源的task不能被释放，否则会导致错误。应该先释放这些资源再释放包含它们的task。
6、对于C55x DSP/BIOS将分配给task的内存平均分给系统和用户。
7、如果希望一个task初始化以后不执行，等到需要时再运行，可以将它的优先级设置为-1，再在程序中进行改变。
8、当一个task处于terminate态以后就不再运行。
9、一个task当其分配的堆栈不够大时将占用别的task的部分，这可能导致致命的错误，所以可以使用TSK_ceckstacks和TSK_stat来测试task的堆栈大小