Комаров А.В. Цифровые сигнальные процессоры

Подождите немного. Документ загружается.

Б) УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМОМ РАБОТЫ ПРОЦЕССОРА

Синтаксис:

Пример: DIS AR_SAT, ENA M_MODE;

Описание: Команда устанавливает (ENA) или (DIS) запрещает

означенный режим работы процессора. При этом соответствующий бит

режима в регистре состояния режима процессора (MSTAT)

устанавливается командой ENA или сбрасывается командой DIS. После

сброса процессора регистр MSTAT обнулен, поэтому все режимы работы

процессора запрещены. Командой можно изменить любое число режимов

за один машинный цикл. При этом команды ENA и DIS должны

разделяться запятыми.

Названия битов команды являются синонимами названий битов

регистра MSTAT (см. табл. 1.12): BIT_REV – RME; AV_LATCH –OLME;

AR_SAT – SME; SEG_REG – DRBS; G_MODE – GME; M_MODE – MRP;

TIMER – TE. Функциональное назначение этих битов описано в п. 1.10.

В) МОДИФИКАЦИЯ АДРЕСНЫХ РЕГИСТРОВ

Синтаксис:

Пример: MODIFY (I1, M1);

Описание: Команда производит сложение содержимого выбранного

I регистра с содержимым выбранного М регистра. Между суммой и

содержимым L регистра производится операция модуля, результат этой

операции сохраняется в I регистре. Для линейной (не кольцевой)

адресации L регистр, соответствующий I регистру, должен быть обнулен.

Допускается комбинировать I и М регистры, принадлежащие одному и

тому же DAG.

ENA BIT_REV [, …];

DIS AV_LATCH

AR_SAT

SEC_REG

G_MODE

M_MODE

TIMER

MODIFY( I0 , M0 );

I1 M1

I2 M2

I3 M3

I4 M4

I5 M5

I6 M6

I7 M7

Флаги состояния: не изменяются.

Г) НЕТ ОПЕРАЦИИ

Синтаксис: NOP;

Описание: При выполнении команды никакой операции не

производится. Команда выполняется за один машинный цикл.

Флаги состояния: не изменяются.

Д) РАЗРЕШЕНИЕ/ЗАПРЕЩЕНИЕ ПРЕРЫВАНИЙ

Синтаксис: ENA INTS;

DIS INTS;

Описание: После сброса процессора все прерывания по умолчанию

разрешены. После выполнения команды DIS INTS все прерывания

замаскированы (включая прерывание powerdown) без изменения

содержимого регистра IMASK.

Команда ENA INTS разрешает обслуживание всех

незамаскированных прерываний.

Примечание: запрет прерываний не влияет на автобуферицацию

последовательных портов и BDMA, IDMA пересылки.

Флаги состояния: не изменяются.

1.18. Инструментальные средства разработки программного

обеспечения

К инструментальным средствам разработки программного

обеспечения ADSP-2181 относятся: компиляторы языка высокого уровня

(обычно СИ), ассемблер, линкер и сплиттер (утилита, позволяющая

готовить программу для ее загрузки из БП (см. п. 1.15.4)). Такие средства

разработаны как для операционной среды DOS, так и для операционной

среды WINDOWS.

1.18.1. Инструментальные средства для DOS

К этим средствам относятся: компилятор языка СИ – G21.exe,

ассемблер – asm21.exe, симулятор – sym2181.exe, линкер – ld21.exe,

сплиттер – spl21.exe и EzKitapp.exe – загрузчик программ в EZ-KIT Lite.

Установка этих программных продуктов, а также описание ключей для их

запуска из командной строки DOS (кроме СИ) приводится в [2].

Кроме этого, в директории d:\Adi_Dsp\21xx\Ezkitl (где d – символ

диска, на котором расположены инструментальные средства для DOS)

приводится множество примеров использования перечисленных

инструментальных средств, а в директории d:\Adi_Dsp\21xx\Lib

расположен файл архитектуры Adsp2181.ach отладочного стенда EZ-KIT

Lite. Имеются примеры программирования также в [2].

В настоящем пособии также приводятся примеры программирования

с использованием инструментальных средств для DOS (см. пп. 1.8, 1.11.1,

1.12.3, 1.12.6). Всех этих примеров достаточно для успешного

программирования ADSP-2181 в операционной среде DOS.

1.18.2. Инструментальные средства для WINDOWS

Инструментальным средством для WINDOWS является среда

программирования [4] под названием VusualDSP. Компилятор СИ,

ассемблер, линкер, симулятор и сплиттер инкапсулированы (внедрены) в

эту среду вместе с редактором текста, с помощью которого можно

создавать программы.

Среда кроме меню содержит три окна: левое, правое и нижнее. Левое

окно (окно проекта) отражает состав проекта (перечень всех файлов,

включенных в проект). Правое окно (окно редактирования) является

окном редактора текста, в котором находится выбранный файл, входящий

в состав проекта. Нижнее окно (окно статуса программы) отражает

протокол компилирования файлов проекта. Если есть ошибки

(синтаксические, отсутствие определенных программой файлов и т.п.), то

их перечень появляется именно в этом окне.

1.18.3. Создание проекта в VisualDSP

Любая программа для ADSP-2181 должна быть частью проекта.

Создание проекта осуществляется за несколько шагов:

 В меню выбрать File | New, появится форма с заголовком Новый

документ;

 Из списка выбрать Project, появится форма с заголовком

Сохранение;

 В этой форме указать директорию, в которой будет сохранен проект;

 В окне редактирования Имя файла ввести имя файла проекта,

например, Async (это имя появится в окне проекта рядом с фирменным

голубым треугольником). Появится форма с заголовком Project

Option. Форма содержит несколько закладок, на каждой из которых

можно задать ту или иную опцию проекта. Существенно задать тип

процессора ADSP-2181, что можно сделать на закладке Project. На

этой же закладке следует выбрать тип генерируемого компилятором

файла – DSP executable file. Все остальные опции можно оставить без

изменения.

Все файлы проекта можно создать выбором File | New. При этом

будет появляться форма с заголовком Новый документ, в которой

необходимо выбрать Editor File. Окно редактора очистится (или останется

пустым) и ему будет присвоено имя Untitled Edit1. Это имя следует

заменить на значимое с помощью выбора File | Save As. Новое имя будет

фигурировать в заголовке формы VisualDSP.

Далее вновь образованный файл следует подключить к проекту. Это

осуществляется с помощью выбора Project | Add to Project | File(s). Вновь

созданный файл подключится к проекту, а его имя появится в окне

проекта. Каждому вновь подключенному файлу можно назначить

уникальные опции. Для этого его надо отметить щелчком мыши в окне

проекта, а затем выбрать Project | File Option. Новые опции назначаются

на появившейся форме. Для установки/назначения опций всего проекта

необходимо в окне проекта щелчком мыши отметить имя проекта, а затем

сделать выбор Project | Project Option. Новые опции назначаются на

появившейся форме, которая имеет вид совокупности закладок (см.

выше).

Таким же образом к проекту можно подключить уже существующий

файл. Для этого необходимо использовать выбор File | Open. Если

подключенный файл пуст (новый), то, используя встроенный редактор, в

него можно записать программу (на языке СИ или ассемблере) или

директивы линкерного файла. Далее проект компилируется с помощью

выбора Project | Build Project или Project | Rebuild All. Созданный файл

исполняемой программы загружается в EZ-KIT Lite на исполнение.

Следует помнить, что в файле autoexec.bat должны быть записи:

 SET PATH=”d:\VisualDSP”;%PATH%

 SET PATH=”d:\VisualDSP\System”;%PATH%

где d – обозначение диска со средой VisualDSP.

1.18.4. Загрузка программы в EZ-KIT Lite

Загрузчиком в EZ-KIT Lite является приложение EzKitapp.exe,

которое входит в состав инструментальных средств для DOS (см. п.

1.18.1). Особенностью загрузчика является то, что он загружает

исполняемые файлы с расширением ехе. Такие файлы формирует линкер

ld21.exe, входящий в состав инструментальных средств для DOS (см. п.

1.18.1).

Среда VisualDSP формирует исполняемые файлы с расширением

dxe, формат которых отличается от формата файлов ехе. Это делает

невозможным загрузку dxe файлов приложением EzKitapp.exe. Проблема

может быть решена с помощью конвертера elf2aexe.exe, который входит в

состав модернизированной библиотеки elf2aexe.dll.

Для упрощения использования конвертора можно создать bat-файл с

именем dxe2exe.bat, в который поместить следующую строку текста:

elf2aexe -x debug\%1

Это справедливо, если на закладке Project опций проекта в разделе

Setting for configuration определена директория debug. Сам bat-файл

следует поместить в директорию d:\VisualDSP\System. Далее на закладке

Post Build опций проекта следует определить строку dxe2exe.bat

dxe_name, где dxe_name – имя файла с расширением dxe (само

расширение не писать).

Теперь после каждой компиляции в директории debug будут

находиться файлы с расширением dxe и ехе. Это дает возможность

воспользоваться приложением EzKitapp.exe для загрузки в EZ-KIT Lite

вновь созданной программы.

1.19. Примеры программирования в среде VisualDSP

1.19.1. Формирование эхо-сигнала

Задание: с помощью EZ-KIT Lite на выходе кодека AD1847 [5]

(далее просто – кодек) сформировать эхо-сигнал от микрофона,

подключенного ко входу кодека.

Метод решения: адаптировать для VisualDSP программу, которая

приведена в [2].

Пример иллюстрирует приемы работы с кодеком: инициализацию,

прием и выдачу данных. Приведенная программа может служить основой

для множества приложений, связанных с формированием и обработкой

звуковых сигналов.

Создадим проект с именем echo, в который входят два файла:

echo.asm и echo.ldf. Первый из них является файлом программы, а второй

– линкерным файлом. К файлу программы подключается файл

(Reg2181.inc) определений адресов регистров процессора ADSP-2181.

Этот файл может подключаться к любой программе для указанного

процессора. Его текст приводится на рис. 1.14. Важное примечание:

VisualDSP не допускает использование символов русского алфавита,

поэтому комментарии на русском языке приведены условно.

//---------- Содержимое файла Reg2181.inc

// Объявление констант

#define IDMA 0x3fe0

#define BDMA_BIAD 0x3fe1

#define BDMA_BEAD 0x3fe2

#define BDMA_BDMA_Ctrl 0x3fe3

#define BDMA_BWCOUNT 0x3fe4

#define PFDATA 0x3fe5

#define PFTYPE 0x3fe6

#define SPORT1_Autobuf 0x3fef

#define SPORT1_RFSDIV 0x3ff0

#define SPORT1_SCLKDIV 0x3ff1

#define SPORT1_Control_Reg 0x3ff2

#define SPORT0_Autobuf 0x3ff3

#define SPORT0_RFSDIV 0x3ff4

#define SPORT0_SCLKDIV 0x3ff5

#define SPORT0_Control_Reg 0x3ff6

#define SPORT0_TX_Channels0 0x3ff7

#define SPORT0_TX_Channels1 0x3ff8

#define SPORT0_RX_Channels0 0x3ff9

#define SPORT0_RX_Channels1 0x3ffa

#define TSCALE 0x3ffb

#define TCOUNT 0x3ffc

#define TPERIOD 0x3ffd

#define DM_Wait_Reg 0x3ffe

#define System_Control_Reg 0x3fff

Рис. 1.14. Содержимое файла определений адресов регистров

процессора ADSP-2181

Содержимое файла Reg2181.inc показывает, что встроенный

ассемблер VisualDSP поддерживает директиву define и отделение

комментариев двумя прямыми слешами. Программа приведена на рис.

1.15.

//---------- Содержимое файла echo.asm

#include "Reg2181.inc"

// Объявление переменных и буферов предваряется именованием секции,

// в которых они будут располагаться физически

.SECTION/DM data_sect;

// Директива ALIGN выравнивает адрес rx_buf[0] на границе кратной

// 4-ем. Это необходимо сделать потому, что буфер rx_buf является

// циклическим, а директива CIRC прежнего ассемблера не

// поддерживается. Кратность выбирается из следующих соображений -

// это ближайшее сверху к размерности буфера число, кратное целой

// степени двойки. Это применимо и к буферам tx_buf и init_cmds.

.ALIGN 4;

.VAR rx_buf[3]; // циклический буфер, принимаемых из кодека

// данных (всегда три слова, первое является

// словом состояния кодека, второе – выходом

// левого АЦП, третье – выходом правого АЦП)

.ALIGN 4;

// Циклический буфер, передаваемых в кодек данных (также три слова,

// первое является кодом команды, второе – выводимые данные через

// левый ЦАП, третье – выводимые данные через правый ЦАП)

.VAR tx_buf[3] = 0xc000, 0x0000, 0x0000;

.ALIGN 16;

// Команды инициализации кодека, первая цифра (с) всех команд

// разрешает изменение управляющих регистров, а также конфигурирует

// кодек на обновление битов переполнения в слове состояния после

// выполнения очередного отсчета

.VAR init_cmds[13] = 0xc003, // усиление по левому входу 1 – 4,5 dB

0xc103, // усиление по правому входу 1 – 4,5 dB

0xc288, // запрет левого дополнительного входа 1

0xc388, // запрет правого дополнительного входа 1

0xc488, // запрет левого дополнительного входа 2

0xc588, // запрет правого дополнительного входа 2

0xc680, // выключение левого ЦАП

0xc780, // выключение правого ЦАП

0xc85b, // частота синхронизации 16,9344 МГц,

// частота отсчетов 44,1 КГц, стерео,

// линейное представление отсчетов, 16 бит

0xc909, // запуск автокалибровки с возможностью

// получения данных из кодека

0xca00,

0xcc40, // разрешение двухпроводной связи

0xcd00; // запрет цифрового смешивания сигналов

// Признак окончания инициализации кодека (если stat_flag = 0)

.VAR stat_flag;

// Объявление (именование) программной секции

.SECTION/PM program_sect;

jump start; // обход области векторов прерываний

rti; rti; rti;

rti; // вектор прерывания - IRQ2

rti; rti; rti;

rti; // вектор прерывания - IRQL1

rti; rti; rti;

rti; // вектор прерывания - IRQL0

rti; rti; rti;

// Вектор прерывания SPORT0 tx, сюда процесс приходит перед

// выдачей очередной команды инициализации кодека

ar = dm(stat_flag);// проверка флага stat_flag, если он равен

ar = pass ar; // нулю, то выход из обработчика;

if eq rti; // в противном случае – выдача очередной

jump next_cmd; // команды в кодек (переход на метку next_cmd)

// Вектор прерывания SPORT0 rx, сюда процесс приходит после

// получения данных из кодека

jump input_samples;

rti; rti; rti;

rti; // вектор прерывания - IRQE

rti; rti; rti;

rti; // вектор прерывания - BDMA

rti; rti; rti;

rti; // вектор прерывания - SPORT1 tx или IRQ1

rti; rti; rti;

rti; // вектор прерывания - SPORT1 rx или IRQ0

rti; rti; rti;

rti; // вектор прерывания - timer

rti; rti; rti;

rti; // вектор прерывания - down

rti; rti; rti;

// Это начало программы, сюда процесс приходит после ее загрузки

start:

i0 = rx_buf; // инициализация индексного регистра i0 на

// начало приемного буфера, в отличие от

// прежнего ассемблера, символ ^ опускается

l0 = length(rx_buf);//объявление кольцевого буфера, в отличие

// от прежнего ассемблера, символ %

// заменен директивой "length"

i1 = tx_buf; // инициализация индексного регистра i1 на

// начало передающего буфера

l1 = length(tx_buf);// передающий буфер – кольцевой

i3 = init_cmds; // инициализация индексного регистра i3 на

// начало буфера команд кодека

l3 = length(init_cmds);// этот буфер тоже кольцевой

m1 = 1;

//---------- Инициализация последовательного порта 0 (SPORT0)

// Разрешение автобуферизации (см. пп. 1.12.5, П1.3) по приему и

// передаче (RBUF = TBUF = 1), приемный буфер ассоциируется с i0

// (RIREG = 0), передающий буфер ассоциируется с i1 (TIREG = 1), оба

// буфера модифицируются значением 1 (RMREG = TMREG = 1)

ax0 = b#0000001010000111;

dm (SPORT0_Autobuf) = ax0;

ax0 = 0;

dm(SPORT0_RFSDIV) = ax0;

dm (SPORT0_SCLKDIV) = ax0;

// Длина данных – 16 бит, разрешение многоканального режима

// (см. п. 1.12.7) приема/передачи (см. п. П1.4)

ax0 = b#1000011000001111;

dm (SPORT0_Control_Reg) = ax0;

// Для передачи разрешены каналы 2, 1, 0

ax0 = b#0000000000000111;

dm (SPORT0_TX_Channels0) = ax0;

// Для передачи разрешены каналы 18, 17, 16

ax0 = b#0000000000000111;

dm (SPORT0_TX_Channels1) = ax0;

// Для приема разрешены каналы 2, 1, 0

ax0 = b#0000000000000111;

dm (SPORT0_RX_Channels0) = ax0;

// Для приема разрешены каналы 18, 17, 16

ax0 = b#0000000000000111;

dm (SPORT0_RX_Channels1) = ax0;

//---------- Инициализация последовательного порта 1 (SPORT1)

ax0 = 0;

dm (SPORT1_Autobuf) = ax0; // автобуферизация запрещена

dm (SPORT1_RFSDIV) = ax0; // RFSDIV не используется

dm (SPORT1_SCLKDIV) = ax0; // SCKDIV не используется

dm (SPORT1_Control_Reg) = ax0;// управляющие функции

// запрещены

//---------- Инициализация таймера

ax0 = 0; // таймер не используется

dm (TSCALE) = ax0;

dm (TCOUNT) = ax0;

dm (TPERIOD) = ax0;

//---------- Инициализация системы и памяти

ax0 = b#0000000000000000; // запрет тактов ожидания

dm (DM_Wait_Reg) = ax0;

ax0 = b#0001000000000000; // разрешение SPORT0

dm (System_Control_Reg) = ax0;

ifc = b#00000011111111; // очистка необработанных

// прерываний

nop; // выполнение предыдущей

// команды

icntl = b#00000; // запрет вложенных прерываний

mstat = b#0000000;

//---------- Инициализация кодека AD1847

ax0 = 1; // очистка флага окончания

dm (stat_flag) = ax0; // инициализации кодека

imask = b#0001000000; // разрешение прерываний

// SPORT0 tx

ax0 = dm (i1, m1); // запуск прерываний (выдача

tx0 = ax0; // первой команды)

check_init:

ax0 = dm (stat_flag); // ожидание окончания

af = pass ax0; // инициализации кодека, т.е.

if ne jump check_init; // выполнения условия stat_flag=0

ay0 = 2;

check_acih:

ax0 = dm (rx_buf); // после инициализации ожидание

ar = ax0 and ay0; // входа кодека в автокалибровку,

if eq jump check_acih; // т.е. выполнения условия ACI=1

check_acil:

ax0 = dm (rx_buf); // ожидание выхода кодека из

ar = ax0 and ay0; // автокалибровки, т.е.

if ne jump check_acil; // выполнения условия ACI=0

idle;

ay0 = 0xbf3f; // включение левого ЦАП

ax0 = dm (init_cmds + 6);

ar = ax0 AND ay0;

dm (tx_buf) = ar;

idle;

ax0 = dm (init_cmds + 7); // включение правого ЦАП

ar = ax0 AND ay0;

dm (tx_buf) = ar;

ax0 = 0xc901; // очистка запроса на

dm (tx_buf) = ax0; // автокалибровку

idle;

ax1 = 0x8000; // очистка битов переполнения

dm (tx_buf) = ax1;

ifc = b#00000011111111; // очистка не обработанных

// прерываний