Blonstein S., Katorgi M. EXpressDSP для чайников

Подождите немного. Документ загружается.

Компоненты аппаратной реализации приложения на основе RF3 поддержи-

вают несколько типов отладочных плат. Следующие шаги помогут подсоединить

вашу плату к компьютеру. Подробности и схемы смотрите в документации к ва-

шей плате.

1. Выключите и обесточьте ваш компьютер.

2. Подсоедините соответствующий кабель передачи данных к плате

DSK.

3. Подсоедините второй конец этого кабеля

к соответствующему порту

вашего компьютера.

4. Подключите источник звука, например, микрофон или выходной

сигнал с любого аудио плеера к входному аудио разъему (или разъе-

мам) на плате стартового набора DSK.

Вы также можете воспользоваться выходным звуковым сигналом со зву-

ковой карты вашего компьютера.

5. Подключите громкоговоритель (или громкоговорители) или другие

выходные

аудио устройства к выходным аудио разъемам платы

стартового набора DSK.

6. Подсоедините кабель питания к плате стартового набора.

7. Подсоедините другой конец кабеля питания к сетевой розетке.

8. Включите компьютер.

Подготовка программного обеспечения

Следующие шаги описывают процесс установки программного обеспечения

и настройки, необходимые для запуска RF3. Подробнее смотрите в соответст-

вующих указаниях по быстрому началу работы (Quick Start Guides), в справочной

информации в Интернете, или в файле readme.txt.

1. Если Вы еще этого не сделали, установите CCStudio версии 2.2 или

более поздней.

Мы советуем использовать самую свежую версию программы

CCStudio,

так как она может включать важные функции или исправления ошибок

предыдущих версий.

2. Проверьте настройки параллельного порта вашего компьютера (ес-

ли возможно).

Если ваша плата DSK поддерживает эмуляцию интерфейса параллельно-

го порта, то убедитесь, что параллельный порт находится в режиме ECP

или EPP, и запомните начальный адрес порта. Этот адрес обычно равен

0x378.

Подробнее о проверке конфигурации параллельного порта смот-

рите в руководстве по быстрому началу работы (Quick Start Guide), иду-

щему в комплекте с вашей платой стартового набора.

3. Используйте программу настройки Code Composer Studio для на-

стройки программы под вашу плату.

Подробную информацию смотрите в документации к вашей плате.

4. Скачайте дистрибутив шаблона приложений с сайта

www.ti.com/dummiesbook.

5. Сохраните этот файл в любое место и разархивируйте.

Поместите разархивированные файлы в папку myprojects\ в каталоге, в

который Вы установили CCStudio.

Главная папка полученного дистрибутива называется reference-

frameworks. Далее в этой главе мы будем обозначать полный путь к

этой папке как RF_DIR.

Создание и запуск приложения на основе RF3

После установки пакета программ, Вы готовы к созданию и запуску прило-

жения на RF3.

1. В CCStudio нажмите Project Æ Open и выберите проект app.pjt в

папке RF_DIR\apps\rf3\target, где target должно соответствовать вер-

сии вашей платы стартового набора (например,

RF_DIR\apps\rf3\dsk6x11).

2. Нажмите Project Æ Build для создания приложения на основе RF3.

3. Нажмите File Æ Load Program и загрузите файл

app.out из вложен-

ной папки Debug.

Будьте терпеливы, загрузка DSP в память занимает определенное

время.

4. Включите ваш аудио плеер или другой источник звукового сигнала.

5. Нажмите Debug Æ Run (или нажмите F5).

Вы должны услышать выходной аудио сигнал, фильтрованный с помо-

щью фильтра конечной импульсной характеристики (FIR-фильтр), с

громкоговорителей, которые Вы подключили к плате

стартового набора

DSP.

6. Нажмите File Æ Load GEL… и выберите файл app.gel из папки про-

екта (выше папки debug).

GEL или Общий язык расширений (General Extension Language) – это ин-

терпретируемый язык, который позволяет Вам писать функции для кон-

фигурирования интегрированной среды разработки IDE (Integrated De-

velopment Environment) и получать доступ к конечному процессору. В

нашем случае, файл app.gel является файлом сценария GEL, который

обеспечивает отображение некоторых элементов управления пользова-

тельского графического интерфейса GUI (graphical user interface). Когда

Вы двигаете эти элементы, этот сценарий записывает определенные зна-

чения в память процессора. Эти значения определяют включе-

ние/отключение каналов и уровень громкости каждого из них.

7. Нажмите GEL Æ Application control Æ Set Active Channel.

Появится ползунок с двумя позициями. Позиции определяют выбор вы-

ходного канала. Нижняя позиция определяет канал 0, который использу-

ет фильтр нижних частот. Верхняя позиция определяет канал 1. Для ка-

нала 1 используется фильтр верхних частот, который делает звучание

музыки немного лучше.

8. Нажмите GEL Æ Application control Æ Set_channel_0_gain.

Появится ползунок со значениями уровня

громкости для канала 0 в диа-

пазоне от 0 до 200. Значение по умолчанию равно 100. Канал 0 должен

быть активным каналом для ползунка, чтобы производимые изменения

были слышны.

9. Таким же способом для изменения громкости канала 1 нажмите

GEL Æ Application control Æ Set_channel_1_gain, и воспользуйтесь

ползунком.

Заглянем под капот: изучение работы приложения на

RF3

Следующие шаги помогут вам узнать, как работает приложение на основе

RF3:

1. Запустите Code Composer Studio двойным нажатием левой кнопкой

мыши на значке CCS на рабочем столе вашего компьютера.

2. Нажатием Project Æ Open откройте проект под названием app.pjt,

расположенный в RF_DIR\apps\rf3\target (где target соответствует вер-

сии вашей платы стартового набора).

3. Воспользуйтесь окном просмотра проекта (project view window) сле

ва на экране для изучения проекта.

Все заголовочные файлы (header files), включенные в проект, перечислены в

папке Include, а все .c файлы расположены в папке Source. Вы можете открыть

любой из этих файлов, зайдя в соответствующую папку и сделав двойной щелчок

левой кнопки мыши на файле, который вас интересует.

Файл проекта (project file)

Файл проекта приложения app.pjt включает список всех .c и .h файлов в

папке rf3\, а также файл app.cdb и командный файл редактора связей (linker-

command file) link.cmd.

Информация о процессе компиляции

Диаграмма на рисунке 6-2 показывает процесс обработки заголовочных .h

файлов. Стрелка на диаграмме отображает, что файл, на котором стрелка заканчи-

вается, включает файл, с которого стрелка начинается.

Глобальные объекты данных

Для облегчения понимания процесса выполнения программы, здесь мы пе-

речислим все глобальные объекты, не входящие в DSP/BIOS, и функции прило-

жения RF3.

Для реализации потоков, Вы должны создать специальную поточную струк-

туру данных, которая инкапсулирует закрытую информацию о состоянии потока

для каждого потока. Часть информации в таких структурах определяется статиче-

ски во

время загрузки, часть – во время инициализации, и часть, разумеется, ис-

пользуется и меняется во время жизни потока.

appBiosObjects.h

app.cdb

Рисунок 6-2. Процесс обработки заголовочных файлов

Для начала, посмотрите на специфичную для потока структуру данных

Audioproc:

typedef struct ThrAudioproc {

/* algorithm(s) */

FIRHandle algFIR; /*an instance of the FIR algorithm

(реализация алгоритма FIR)*/

VOLHandle algVOL; /* an instance of the VOL algorithm

(реализация алгоритма VOL)*/

thrAudioproc.h

база данных кон-

фигурации BIOS

константы, макросы, переменные, ис-

пользуемые на протяжении всего при-

ложения (NUMCHANNELS и др.)

главная последова-

тельность инициали-

зации (вызов иниц.

ввода/вывода, пото-

ков, специфичные

иниц. приложения

определение пере-

менных ширины

потоков, инициали-

зация отдельных

потоков

управляющий

поток

главный поток

обработки

функции

сопряжения с

алгоритмами

XDAIS

инициализация и запуск

ввода/вывода

константы/макросы/ пере-

менные, используемые со-

вместно потоками, объявле-

ние функции инициализации

главног потока

определение пере-

менных, исполь-

зуемых во всем

иложение

объявление

функций

ввода/вывод

специфичные

модули прило-

жения

appResources.h

appIO.h

appThreads.h

appResources.c

appIO.c

vol.h

appMain.c

vol.c

thrControl.h

appThreads.c

thrAudioproc.c

thrControl.c

/*input pipe(s) (входные канал(ы))*/

PIP_Handle pipln;

/*output pipe(s) (выходные канал(ы))*/

PIP_Handle pipOut;

/*intermediate buffer(s) (промежуточные буфер(ы))*/

Sample *bufInterm;

/*everything else that is private for a thread comes here (все остальное, что

должно быть скрытыми элементами потока, описывается здесь)*/

} ThrAudioproc;

extern ThrAudioproc thrAudioproc [ NUMCHANNELS ];

Как видно из кода, поток Audioproc описан следующими элементами: два

указателя (handle) алгоритмов, по одному для FIR и VOL алгоритмов; один указа-

тель входного канала (pipe) потока; один указатель выходного канала данного по-

тока; и один указатель промежуточного буфера, используемого этим потоком.

Используемый здесь принцип состоит в том, чтобы не

соединять по-

ток напрямую с DSP/BIOS и другими глобальными объектами, кото-

рые он использует. Напротив, используются указатели для всех объ-

ектов, и уже они в свою очередь присоединяются к реальным объек-

там в процессе инициализации.

В примере Audioproc0 мы статически связываем указатель pipIn с каналом

pipRx0, и функция run( ) потока во время

чтения входных данных никогда не бу-

дет обращаться к pipRx0, а только к pipIn. Если бы Вы захотели поместить другой

поток, который бы осуществлял предварительную обработку данных перед пото-

ком Audioproc0 на пути прохождения данных, Вам бы только пришлось изменить

соединение при статической инициализации без необходимости менять выпол-

няемую потоком программу

То же самое справедливо и для выходного канала и адреса промежуточного

буфера, используемого потоком.

Все используемые в приложении RF3 глобальные объекты приведены на

рисунке 6-3, который показывает движение данных в готовом RF3 приложении.

Рисунок 6-3. Путь данных и глобальные объекты RF3 приложения

Файлы исходного текста

В этом разделе кратко объясняется назначение и состав важных исходных

файлов приложения. Для детальной информации смотрите фактические файлы,

которые хорошо прокомментированы.

• appBiosObjects.h: Этот файл, «экспортирует» все объекты DSP/BIOS, к

которым может ссылаться код приложения (включая PIP и LOG объек-

ты). Так как этот файл находится в корне дерева подключенных файлов,

то эти объекты

видны в каждом модуле.

• appResources.h: Этот файл содержит расширенные макросы приложения,

типы данных и объявление данных/функций, которые могут быть ис-

пользованы во всем приложении. Он похож на файл appBiosObjects.h, за

исключением того, что appBiosObjects.h содержит только информацию

об объектах DSP/BIOS.

• appResources.с: Этот файл должен определять (то есть

размещать в па-

мяти и инициализировать, если это необходимо) все глобальные пере-

менные объявленные в appResources.h. RF3 не имеет подобных пере-

менных (за исключением UTL_sts объектов, которые используются для

анализа в масштабе реального времени), поэтому этот файл по существу

пуст.

• appIO.h: Файл объявляет две функции ввода вывода: appIOInit( ) и ap-

pIOPrime( ), для

инициализации устройств ввода-вывода и для подго-

товки каналов ввода-вывода. Загрузка касается размещения начального

нулевого фрейма в конвейере. Загрузка должна быть отдельной от ини-

циализации операцией, так как устройства ввода-вывода обычно ини-

циализируются первыми, а загрузка происходит как последняя операция

в последовательности вызовов в функции main( ). Это то место

, где Вы

должны определить связь с другими специфическими функциями, в ко-

торых нуждается ваше приложение, если они, конечно, есть.

• appThreads.h: Аналогично appResources.h, в котором определена инфор-

мация необходимая всему приложению, файл appThreads.h, определяет

макросы и константы и объявляет переменные и функции, которые нуж-

ны для программных потоков в системе.

• appMain.c: Этот

файл содержит функцию приложения main( ). Он вклю-

чает в себя глобальный исходный заголовочный файл appResources.h и

заголовочные файлы, определяющие интерфейс ввода-вывода и про-

граммные потоки, appIO.h и appThreads.h соответственно. В main( ) вы-

зываются функции appIOInit( ), appThreadInit( ) и appIOPrime( ). Потом

функция main( ) прекращает работу и передает управление DSP/BOIS. В

вашем приложении, этот

файл должен выполнять любые другие необхо-

димые инициализации.

• appIO.c: Файл appIO.c содержит специфический код для платы. Для раз-

личных версий платы существует свой файл. Этот файл инкапсулирует

вызовы, которые отличаются для различных кодеков и скоростей вы-

борки. Этот файл реализует инициализацию и загрузку ввода-вывода и

определяет два PIO объекта

• fir.h, fir.c, vol.h, vol.c: Эти четыре файла обеспечивают упаковку функ-

ции для двух обучающих алгоритмов XDIAS. Они дают возможность

приложению вызывать функции алгоритмов «дружественным» спосо-

бом. Например, в приложении может вызываться функция

FIR_apply(<params>), вместо использования синтаксиса firHandle

fxns

filter(<params>). Эти упакованные функции улучшают читае-

мость кода приложения.

• ifir.c, ivol.c: Файлы ifir.c и ivol.c содержат параметры по умолчанию эк-

земпляров алгоритма, и обеспечиваются поставщиком. Мы просто ско-

пировали эти файлы в локальную папку и подключили их в приложение.

Рекомендуется не модифицировать эти файлы, а перегружать значения

параметров во время инициализации

• thrAudioproc.h: Заголовочный файл, определяющий структуру данных и

внешний интерфейс программного потока Audioproc. Ниже приведена

его структура:

typedef struct ThrAudioProc {

/* algorithm(s) (алгоритм(ы))*/

FIR_Handle algFIR; /* instance of the FIR algorithm

(экземпляр алгоритма FIR) */

VOL_Handle algVOL; /* instance of the VOL algorithm

(экземпляр алгоритма VOL) */

/* input pipe(s) (входные каналы)*/

PIP_Handle pipIn;

/* output pipe(s) (выходные каналы)*/

PIP_Handle pipOut;

/* intermediate buffer(s) (промежуточные буферы)*/

Sample *bufInterm;

/* everuthing else that is private for a thread comes here

(все, что определено как private для программного потока

находится здесь) */

} ThrAudioProc;

extern ThrAudioProc thrAudioproc[ NUMCHANNELS ];

Программный поток Audioproc имеет дескриптор для экземпляра алгоритма

FIR, дескриптор для экземпляра алгоритма VOL, PIP дескриптор для входного по-

тока, PIP дескриптор для выходного потока и указатель на промежуточный бу-

фер. Все остальное, что инкапсулирует состояние

программного потока также

должно быть размещено здесь.

Группируя свойства private таким образом, Вы можете создавать массивы

программных потоков, которые Вы действительно сделали: один поток Auioproc

на каждый канал. Когда потоки запущены, им известен их индекс – номер канала,

который используется для доступа к их структуре данных.

Кроме стандартного объявления потоков функциями init( ) и

run( ), эти по-

токи также имеют следующие объявления:

extern IFIR_Fxns FIR_IFER; /* FIR algorithm (алгоритм FIR) */

extern IVOL_Fxns VOL_IVOL; /* VOL algorithm (алгоритм VOL) */

Как Вам известно, гибкий алгоритм eXpressDSP определен его функцио-

нальной таблицей. Для FIR алгоритмов используется тип функциональной табли-

цы IFIR_Fxns, который называется FIR_TI_IFIR. На стадии линкования Вы опре-

деляете независимый от производителя символ FIR_IFIR, для соответствия

FIR_TI_IFIR. Это дает

Вам возможность использовать реализацию алгоритма FIR

от разных производителей без перекомпиляции приложения, а вместо этого, про-

сто путем повторного его линкования.

• thrAudioproc.c: Это файл является ядром приложения, так как он реали-

зует программный поток, который обрабатывает постоянно поступаю-

щие данные, вызывая алгоритмы XDAIS. Так же как и другие потоки, он

содержит

три части:

 Статическая инициализация объекта данных потока.

Статическая инициализация сходна с инициализацией других пото-

ков. Вы объявляете объект(ы) программного потока и «устанавли-

ваете» указатели на реальные объекты в тракте данных. Для Audio-

proc это один входной и один выходной канал, и один промежуточ-

ный буфер. После того как NUMCHANNELS

установлен равным 2,

Вы инициализируете это множество программных потоков Audio-

proc в массиве. В идеале Вы пытаетесь инициализировать их стати-

чески, насколько это возможно. Однако, в случае с модулем

ALGRF, экземпляр алгоритма XDAIS должен создаваться динами-

ческий, поэтому Вы используете начальное значение инициализа-

ции равное NULL.

• Инициализация программных потоков во время выполнения.

Следующая ступень - это динамическая инициализация. Первона-

чально код подготавливает статические параметры, которые ис-

пользуются в динамической инициализации. По умолчанию Вы

имеете два набора коэффициентов FIR фильтра: одна для фильтра

нижних частот, а другая для фильтра высоких частот. ваш алгоритм

может нуждаться в других статических данных, которые могут быть

инициализированы таким путем.

Функция thrAudioprocInit( ) должна инициализировать все экземп-

ляры потоков Audioproc, в нашем случае это thrAudioproc[0] и

thrAudioproc[1]. Для каждого потока в цикле создаются и инициа-

лизируются все используемые им экземпляры

алгоритма XDAIS.

Для каждого потока, Вы сначала создаете один экземпляр FIR и

один экземпляр VOL, таким образом, инициализируя поля algFIR и

algVOL в структуре данных потока. Вы создаете экземпляр FIR пу-

тем присваивания значения параметров структуры заданных по

умолчанию параметрам локальным переменных, и затем изменяете

значения полей, которые отличаются от исходных.

Для экземпляра

VOL алгоритма необходимо проделать то же самое.

• Функция run( ) вызываемая объектом программных прерыва-

ний SWI. thrAudoprocRun( ) - функция с довольно очевидной струк-

турой. Функция вызывается объектами swiAudoproc0 и

swiAudoproc1 с аргументами 0 и 1 соответственно. Аргумент chan –

это номер канала, который используется для доступа к требуемой

структуре данных программного потока.

Функция

производит регулярный обзор назначенного входа и раз-

мещения выходного канала, определяет адреса и размеры обоих

фреймов, обрабатывает входной фрейм, и сохраняет результаты в

выходной фрейм после вызова FIR и VOL. Входом для FIR является

входной фрейм, а выходом FIR – промежуточный буфер. Этот же

буфер является входом для VOL и его выход

- это выходной фрейм.

По окончании, эта функция освобождает входной канал и запускает

выходной канал перед выходом. ,

• thrControl.h, thrControl.c: Управляющий программный поток – это по-

ток PRD. Частью управляющего процесса также является функция

thrControlIr( ), которая вызывается объектом clkControl CLK каждый

такт. Последний, симулирует подпрограмму регулярного прерывания,

которое вызывается при возникновении внешнего события

связанного с

аппаратным обеспечением. Эта стандартная программа обслуживания

прерывания читает модельные регистры ввода-вывода, содержащие те-

кущее значение двух ползунов (громкости для каждого канала) и один

переключатель (выбор активного канала). Эти «регистры ввода-вывода»

в deviceControlsOIArea в действительности представляют собой цело-

численный массив, записанный скриптом GEL или отладчиком в окне

просмотра.

• appThreads.c: Предназначен для определения всех глобальных перемен-

ных, используемых во всех программных потоках – в данном

случае

промежуточный буфер Sample bufAudioproc[ FRANELEN ] – для реали-

зации функции thrInit( ), которая инициализирует все программные по-

токи.

• link.cmd: Командный файл линковщика (редактора связей) управляет

процессом компоновки. Сначала он включает автоматически генерируе-

мый файл appcfg.cmd, который размещает различные выполняемые сек-

ции в соответствующие им области памяти, как определено MEM секци-

ей в

конфигурации DSP/BIOS. Также appcfg.cmd генерирует другую раз-

личную DSP/BIOS информацию компоновщика.

В этом приложении link.cmd подключает все используемые приложени-

ем библиотеки : библиотеки контроллера устройства и библиотеки для

PIO, ULT, ALGFR, FIR_TI и VOL_TI модулей и алгоритмов. Он также на-

значает зависимые от производителя символы функциональной таблицы

алгоритмов для родовой функциональной таблицы символов.

• app.gel: Этот исходный GEL файл очень прост. Он отображает три пол-

зунка, первый имеет диапазон от 0 до 1 с шагом 1 и который использу-

ется как селектор между двумя каналами, а также два ползунка громко-

сти, по одному на каждый канал. Каждый раз, когда пользователь двига-

ет ползунок, вызывается соответствующая GEL процедура

, которая за-

писывает новое значение в конечный deviceControlsIOArea массив. Ко-

гда происходит запись, CCStudio временно останавливает целевую плату

и записывает в нее значение, и лишь после этого продолжает работу. Эта

пауза является причиной короткого отключения выходного звука.

Использование GEL скриптов для симуляции управления является про-

стым и эффективным путем для тестирования вашего

приложения на

ранних стадиях разработки.