介绍实时操作系统DSP-BIOS.doc

介绍实时操作系统DSP/BIOS的应用2011/06/12 DSP C6400系列是德州仪器基于软件开发面临的新要求而推出的，其最高运行时钟可以达到1.1GHz,运算能力可以达到8800MIPS如何充分发挥DSP的这种性能优势，对软件提出了很高的要求。首先为了降低系统成本，就要求将许多以前用硬件实现的功能软件化，原来由多个DSP完成的工作由一块DSP完成，DSP要能够同时完成多个相同或不同的任务而相互之间没有影响。其次为了产品的维护和升级，要求软件尽可能地模块化，使用高级语言如C来编程，有统一的接口API所有这些新的要求，都需要使用实时操作系统。以往直接将应用程序运行于裸机之上的作法显然已经不再适用了。德州仪器推出的 DSP/BIOS技术正是基于其多年从事DSP研制生产的经验，为开发者量身定做的一个优秀软件平台。 更可贵的是该操作系统是免费的，这为众多的中小用户使用DSP打开了方便之门。 　　1实时操作系统 　　简单地说，实时操作系统与一般意义上的操作系统（如Windows, Unix等）的主要差别就在于实时操作系统提供了一种机制，使得运行于其上的应用程序都能够满足实时性的要求。 在Windows中常见的沙漏现象（即用户等待现象）在实时系统中是绝对不允许的。因为这可能造成通讯中断，马达损毁等灾难性的结果。 DSP/BIOS是特别针对实时系统，运行于德州仪器C5000C6000系列的DSP之上的一个实时操作系统。 DSP/BIOS实际上是一个可调用的系统模块API的集合。以下就各个模块分别加以介绍。 　　2 LOG 　　在开发的时候通常需要使用printf（）来显示当前状态。但是printf（）是非常花费时间的函数而且不具有实时性。因为DSP需要对显示的数据进行分析，整理成合适的显示格式，并调用输出显示模块。所以在一个实时性要求很高的应用中，对printf（）的调用可能会使系统根本无法满足实时要求。在DSP/BIOS中引入了一个相应的函数LOG_printf（）。该函数是LOG 对象的一个方法（或调用函数〕。LOG对象本质上是一个32bit的整形数，其高低16bit分别代表要显示的两个数据。例1是分别使用printf（）和LOG_printf（）作比较的示范程序： 　　#include 　　/* Header files needed for DSP BIOS */ 　　#include 　　#include 　　/* functions */ 　　void func_printf（）； 　　void func_LOG_printf（）； 　　/* Objects created by the Configuration Tool */ 　　extern LOG_Obj logTrace; 　　/* 　　*======== main ======== 　　*/ 　　void main （） 　　{ 　　return; 　　} 　　void func_printf（int time） 　　{ 　　printf（″Strart printf demo ″）； 　　printf（″Current time=%d ″ , time）； 　　printf（″End printf demo ″）； 　　return; 　　} 　　void func_LOG_printf（int time） 　　{ 　　LOG_printf（logTrace,″Strart LOG_printf demo ″）； 　　LOG_printf（logTrace, ″Current time=%d ″  time）； 　　LOG_printf（logTrace, ″End LOG_printf demo ″）； 　　return; 　　} 　　func_printf（）和func_LOG_printf（）由DSP内时钟控制每100ms周期性地分别调用一次。通过对printf（）和LOG_printf（）运行时间作比较发现，在C6211运行在150MHz的情况下，printf（）需花费4000个周期约26.7μsLOG_printf（）只花费36个周期约0.24μs.printf（）比LOG_printf（）多开销100倍以上的时间，因此LOG_printf（）对于实时地显示一些运行状态是非常有帮助的。而且对于熟悉C语言的开发者来说，LOG_printf（）的调用格式几乎与printf（）完全一样。 　　3STS 　　对一个软件进行分析优化时，通常会用到profile的功能。但是在实时运行的DSP的环境中使用profile等效于加入了多个程序断点。 由于现在的DSP通常具有很深的流水线结构来保证DSP的高运算能力，如德州仪器的C6000系列的流水线长度为12级，程