TMS320C32 DSP的中斷編程方法及BOOT功能實(shí)現(xiàn)

時(shí)間：2024-08-24 16:41:04 理工畢業(yè)論文我要投稿

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摘要：采用C語言對DSP編程具有很多優(yōu)點(diǎn)。針對TMS320C32芯片的特點(diǎn)，提出了一種基于C語言的中斷編程方法，同時(shí)介紹了具體的BOOT功能實(shí)現(xiàn)方案，給出了相應(yīng)的源程序和結(jié)論。

TMS320C3X系列芯片是美國TI公司推出的第一代浮點(diǎn)DSP芯片，具有豐富的指令集、很高的運(yùn)算速度、較大的錄址空間和較高的性價(jià)比，在各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。TMS320C32是TMS320系列浮點(diǎn)數(shù)字信號處理器的新產(chǎn)品，在TMS320C30和TMS320C31的基礎(chǔ)上進(jìn)行了簡化和改進(jìn)。在結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)主要包括可變寬度的存儲(chǔ)器接口、更快速的指令周期時(shí)間、可設(shè)置優(yōu)先級的雙通道DMA處理器、靈活的引導(dǎo)程序裝入方式、可重新定位的中斷向量表以及可選的邊緣/電平觸發(fā)中斷方式等。對TMS320C32的開發(fā)可以用匯編語言，也可以用C語言。使用匯編語言的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)行速度快、可以充分利用芯片的硬件特性，但開發(fā)速度較慢，程序的可讀性差；而C語言的優(yōu)勢在于編程容易、調(diào)試快速、可讀性好，可以大大縮短開發(fā)周期，但C語言對于其片內(nèi)的沒有映射地址的特殊功能寄存器不能操作，如IF和IE，AR0～AR7等。在C語言環(huán)境下的中斷編程和BOOT文件（此時(shí)TMS320C32工作在微機(jī)方式下，程序存于片外EPROM中）的制作方法同匯編語言相比均有所不同。針對TMS320C32的這些特點(diǎn)，筆者結(jié)合自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，提出了一種基于C語言的中斷編程方法及BOOT功能實(shí)現(xiàn)，并且在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和信號處理系統(tǒng)中得到了實(shí)際應(yīng)用。

1 TMS320C32的中斷及中斷（包括陷阱）向量表

在TMS320C3X系列DSP中，TMS320C30和TMS320C31具有映射地址固定的中斷-陷阱向量表，但對于TMS320C32來說，中斷向量表是可以根據(jù)用戶自己的需要重新定位的。其中，中斷-陷阱向量表的表首指針為ITTP（the Interrupt-trap Table Pointer），由中斷標(biāo)志寄存器IF的31～16位組成。該指針左移8位（零位移入）即構(gòu)成中斷-陷阱向量表的表首基地址EA（ITTP），如圖1所示。

因此，中斷或者陷際的向量地址就由表首基地址EA（ITTP）表首偏移量組成。舉個(gè)例子說，如果ITTP的值為8801H，那么EA（ITTP）=880100H，于是串行口的中斷向量就位于地址為880105H的存儲(chǔ)空間中。需要說明的是該空間存儲(chǔ)的是中斷或者陷阱的服務(wù)程序的入口地址，而不是象8031系列單片機(jī)那樣存儲(chǔ)的是中斷服務(wù)程序的第一條語句。所以，當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，CPU就根據(jù)EA（ITTP）的值去尋找相應(yīng)的中斷向量，然后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷（陷阱）的服務(wù)子程序，直到程序結(jié)束。需要特別注意的是，因?yàn)閷τ赥MS320C32來說，共有24條地址線，尋址空間為16M，而ITTP就占了16位，因而中斷表首偏移量只能為8位，于是整個(gè)中斷向量表的長度不會(huì)超過256個(gè)字。

2 TMS320C32的C語言開發(fā)

TMS320C32的開發(fā)由一整套的硬件和軟件開發(fā)工具支持，包括C編程器、匯編器和鏈接器等。開發(fā)過程中，首先借助文本編輯器編寫出自己的C語言源程序，然后通過C編程器將C語言源程序自動(dòng)翻譯成DSP匯編源程序。得到匯編語言的源程序后，就可以通過匯編命令生成COFF目標(biāo)文件（*.OBJ文件），隨后可以用文檔管理器把一個(gè)或者多個(gè)OBJ文件組合成一個(gè)目標(biāo)文件庫，或者直接在鏈接命令中使用OBJ文件。鏈接完畢后，就生成了可執(zhí)行的COFF（*.out）文件，此時(shí)可以通過JTAG接口借助硬件開發(fā)工具把程序下載到用戶自己的目標(biāo)系統(tǒng)中去，然后借助軟件開發(fā)和調(diào)試工具調(diào)試自己的程序。等到程序完全達(dá)到要求后，可以借助于TI公司提供的16進(jìn)制變換程序把可執(zhí)行的COFF文件（*.OUT文件）轉(zhuǎn)換成其它文件格式，如INTEL的HEX格式、TEKTRONIX文件格式、TI-TAGGED文件格式或者直接的ASCII-HEX格式等，以便于把程序?qū)懭隕PROM，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的EPROM編程器都不接受COFF文件格式。C編譯器對C語言程序編譯后生成六個(gè)可以重新定位的代碼和數(shù)據(jù)塊，這些塊可以用不同的方式分配至存儲(chǔ)器以符合不同系統(tǒng)配置的要求。這六個(gè)塊可以分為兩種類型：已初始化塊和未初始化塊。已初始化主要包括數(shù)據(jù)表和可執(zhí)行代碼。C編譯器共創(chuàng)建三個(gè)已初始化塊：.text塊（包括可執(zhí)行代碼和字符串）、.cinit塊（包含初始化變量和常數(shù)表）和.const塊（字符串和.swith表）。未初始化塊用于保留存儲(chǔ)器空間，程序運(yùn)行時(shí)利用這些空間創(chuàng)建和存儲(chǔ)變量。C編譯器創(chuàng)建三個(gè)未初始化塊：.bss塊（用于保留全局和靜態(tài)變量空間）和.stack塊（為系統(tǒng)堆棧分配存儲(chǔ)器）和.system塊（為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器函數(shù)分配存儲(chǔ)空間）。

由于硬件復(fù)位后所有的中斷是無效的，因此如果系統(tǒng)中需要使用中斷功能，就必須對相應(yīng)的中斷做相應(yīng)的處理。由于沒有專門的C語句對中斷進(jìn)行使能或者屏蔽，因此必須嵌入ASM語句。而C中斷程序采用一個(gè)特殊的函數(shù)名，其格式為c_intnn，其中nn代表00～99之間的兩位數(shù)；函數(shù)名c_int01～c_int99是用戶可以使用的，而c_int00是個(gè)特殊函數(shù)，是C程序的入口點(diǎn)，是為系統(tǒng)復(fù)位中斷保留的，其功能是用于系統(tǒng)初始化和調(diào)用main函數(shù)。這個(gè)函數(shù)包含在運(yùn)行支持庫中，必須與其它的C目標(biāo)模塊相鏈接。在鏈接時(shí)，使用-CR選項(xiàng)，并包含RTS30.LIB，則c_int00就自動(dòng)接入。鏈路C程序時(shí)，鏈接器將可執(zhí)行模塊的入口點(diǎn)設(shè)置為c_int00。

3 程序設(shè)計(jì)實(shí)例