请问在编写一个程序DSP程序时，数学函数如：sprt这种开方的，需要定义什么头文件吗？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2015-09-17 01:55 标签： 编写一个程序

　　随着嵌入式系统复杂程度的鈈断提高用汇编语言编写一个程序一个巨大的程度将是困难，甚至是不可能的为此，AD公司推出了针对ADSP21XX系列DSP的嵌入式C和C++语言集成开发工具分别是VisualDSP和VisualDSP++系列，这些开发工具提供了C语言和C++语音的开发功能以下就以笔者在实际开发中的一些经验，结合VisualDSP6.1版本介绍用C语言开发VisualDSP6.1版夲，介绍用C语言开发ADSP21XX的方法VisualDSP提供了一个开放源码软件组织GNU的C编译器，和一套成熟稳定的C运行时间库(C Run time Library)等GNU的编译器一向以编译效率高著称，在编译后的代码长度和运行速度方面非常优秀;C运行时间库则把很多重复性的工作如浮点运行、三角函数、FFT等作为C语言的库函数，提供給用户大大提高了用户的开发效率和程序的稳定性，降低了开发难度另外，由于把这些库函数的源代码提供给了用户还提高了C语言與汇编语言之间的透明性，使用户开发的程序兼具两者的优点

　　VisualDSP是AD公司的DSP开发工具，主要由可执行文件、库文件和各种帮助文档组成6.1版本还带有一个基于图形界面，针对21XX系列DSP的软件仿真和调试工具

　　VisualDSP的可执行文件包括汇编、编译、链接工具以及可执行文件重新格式化工具等，见表1

　　表1 VisualDSP的可执行文件及用途

　　注：“*”代表该程序一般不单独使用，而昌由G21.exe或ASM21.exe调用

　　VisualDSP套件中的软件仿真调试工具DEBUGAPP，采用Windows图形界面使用方便。它的主要特点是：可以仿真调试从ADSP2101～2189全系列的DSP;支持断点、单步、全速运行等各种常见调试方法;可以随时查詢和修改DSP的程序RAM(PM)、数据RAM(DM)和各寄存器的内容;可以仿真中断进行可执行程序性能评估(Profile)，因此可以进行时序仿真DEBUGAPP是调试程序和验证复杂算法嘚极好工具。

　　VisualDSP6.1还提供了丰富的帮助文档包括21XX系列的用户手册、汇编和C语言工具以及仿真调试程序的使用手册;还有C运行库的参考手册，列出了所有可用的C库函数

　　2 C语言运行库结构

　　C语言运行时间库是位于LIB目录下的*.a文件，是整个C开发工具的核心之一提供了大量的鈳以直接调用的库函数。这些库函数的函数原型包含在INCLUDE目录下的头文件中这些头文件有的还包含一些宏定义。另外VisualDSP还把这些库函数的彙编语言源代码提供给出了用户，方便了用户从中提取有用的代码甚至修改源代码，生成新的库来适应自己的要求。利用LIB21程序还可鉯把自己的常用汇编子程序做成库，或是将实时性要求较高的代码用汇编语言来写做成库，供C语言程序调用

　　VisualDSP的C语言运行库由两部汾组成：应用程序框架和预定义的各种库函数。

　　不同的DSP型号有不同的硬件结构、中断向量表所以对应的应用程序框架库也不同，相應的文件是21*_HDR.DSP.其中*代表不同的DSP型号应用程序框架的主体是中断向量处理部分，把中断向量引到合适的地址其中最重要的是对系统复位(RESET_VECTOR)的Φ断向量的处理：

　　第一条指令是调用C库函数中的_ _lib_setup_everything函数作程序启动时的初始化工作。接下来调用C语言程序中的main_函数，进入C程序的主体也就是进入用户自己程序，开始正常工作主程序结束后，再调用_lib_prog_term函数作程序退出时的结尾工作。由于嵌入式系统的特性系统绝大哆数都在主程序运行时被继电了，所以_lib_prog_term得到执行的机会很小

　　其它的中断向量由C运行库来管理，汇编指令如下：

　　其中的_lib_int2_crtl就是C语言庫中控制INT2的函数如果用户要使用该中断，应先把中断服务程序用一个C库函数Interrupt()把服务函数指针设定好并打开相应的中断允许位，当该中斷发生时_lib_int2_ctr1函数就会控制DSP跳转到相应的指针位置。

　　VisualDSP预定义的C语言库函数包括数学函数、FFT函数、ANSI标准内存管理和字符串管理函数的一个孓集所有的函数列表可参考VisualDSP的联机文档。这些库函数以二进制代码的形式打包集合在lib*.a文件中，用户的C语言程序可以像使用自己的子程序一样方便地调用这些库函数下面是调用库函数的一个例子。

　　编译后产生的汇编源代码中有call sin_指令就是调用sin库函数的汇编语言指令語句。

　　从嵌入式开发的角度讲VisualDSP的C语言工具已经提供了一个操作系统雏形的功能。在AD公司的ADMC系列DSP中已经把这些库函数和一些电机控淛专用的函数，以及程序加载功能集成在了DSP的片内ROM中。

　　3 C语言与汇编语言混合编程方法

　　用C语言开发的缺点是不能精确控制程序运荇的时间对于实时性要求较高的应用，必须用汇编语言VisualDSP为用户提供了两种与汇编语言的接口方法：用ASM()方法，直接嵌入汇编语言语句;用彙编语言编写一个程序子程序供C语言程序调用。为了支持C语言与汇编程序程序的接口VisualDSP预定义了诸如FUNCTION_ENTRY、EXIT、SAVE_REG、RESTORE_REG等13个宏。限于篇幅不详细介绍其功能。使用这些宏以前要包含asm_sprt.h头文件。

　　3.1 使用ASM()嵌入行的方法

　　使用这一方法时一定要注意各寄存器和堆栈当前的状态，以免破坏程序运行的环境产生错误的结果。VisualDSP保留了一些内部寄存器供用户的汇编代码使用用户可以自由地修改其内容，而不会对程序造荿破坏这些寄存器包括AR、AF、AY1、M5、11、16、MF、MR0等18个。如果不够用可以用系统定义的宏save_reg和restore_reg保护现场，得到另外11个可用寄存器另外要注意的是，在汇编语言中操作C语言中定义的变量时要在变量名后加下划线。下面是一个嵌套汇编语言的例子：

　　编译后的汇编语言代码是

　　紸意前者可能会破坏程序结构因为它使用了未经保护的寄存器AX0;而由C语言产生的汇编代码，则会自动选择合适的临时寄存器MY1

　　3.2 使用汇編子程序的方法

　　使用汇编子程序是C语言程序与汇编语言接口的另一种方法。用户定义的子程序放在单独的汇编文件中或是做成二进淛的库文件，并将子程序的定义用GLOBEL输出汇编后就可以供C语言程序调用。下面是一个不需要参数的子程序的例子：

　　如果汇编语言子程序中用到了参数情况就复杂些。子程序中的入口参数前两个一定要保存在AR、AY1中如果参数多于两个就要把其余的放在堆栈中。所有子程序的第一个返回值放在AR中如果返回值不止一个，就要用到变量型参数或者指针来获得取所有的返回值了下面是一个有5个输入参数、1个返回值的子程序例子。

　　注意其中的readsfirst和readsnext都是汇编语言接口宏其功能是从堆栈中读取所有的参数。

　　4 C运行库的汇编源代码

　　如果只鼡C语言来开发21XX程序只要有C运行库的二进制版就够了。幸运的是AD公司把所有C运行库的汇编源代码随VisualDSP提供给了用户，所以对那些用汇编语訁开发的工程师来说这些源代码也提供了很大的帮助。因此这代表很多功能的子程序不需要自己去编码、调试用到某功能时只要把相應的汇编代码链接进自己的程序就可以。C运行库的源代码是扩展名为DSP的文本文件基本上一个库函数对应一个文件，文件名就是函数名仳如说sin.dsp是正弦、余弦查找、使用都很方便，但是对于其中的交叉调用要注意

　　反过来，用户也可以把自己已经调试、验证过的汇编子程序做成二进制库文件，供C程序调用这样可以大大提高软件的可重复利用率。要制作二进制库文件只要用lib21.exe工具处理就行了。注意苼成的二制库文件的名字必须以.a作为文件扩展名。

　　笔者在实际的开发中遇到这样的情况，自制的2181目标板上有一个自己开忍气吞声驻留程序通过软件模拟的异步串口与PC通信，加载程序但是这个驻留程序占据了0～0x500的空间，用户开发的程序只能加载到从0x500开始的空间内洏用C语言开发的程序起始地址都是从0开始的。为了解决这个问题只能自己修改2181_hdr.dsp源文件。首先把第一行的.MODULE/ABS=0改成.MODULE/ABS=0x500然后汇编成obj文件，代替原來的文件另外，在自己的程序中定义一个从0开始0x500大小的PM区域并初始化成0，就可以防止编译器在该区域内分配别的变量或程序代码这樣编译后的可执行文件的0～0x500空间都是0，加载时把它剔除而其它有用的指令代码都在0x500之后，解决了这一个问题

　　从实际开发的经验来看，VisualDSP的C语言开发功能十分丰富虽然提供的库函数只是ANSI的一个不完备子集，但是对于一般的工程开发来说已经足够用了而且VisualDSP还提供了C运荇库的源代码，这对于解决函数不完备的问题也好处用C语言开发的好处还包括开发时间大大减少，程序的稳定性大大提高这对于面对噭烈的市场竞争，对于减轻设计工程师的工作量都很有好处最后，用C语言开发是趋势必将更加流行。

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