基于TMS320C62X DSP的混合編程研究

作者：時(shí)間：2008-08-12 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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　　TMS320C62X是美國德州儀器公司(TI)的新一代高性能定點(diǎn)數字信號處理器(DSP)芯片?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/DSP">DSP的軟件設計問(wèn)題,就是采用編程語(yǔ)言進(jìn)行算法實(shí)現并使程序效率盡量滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求。TI DSP的軟件設計可以采用匯編語(yǔ)言、高級語(yǔ)言(C/C++)以及C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言的混合編程。完全采用匯編語(yǔ)言編程復雜性高、開(kāi)發(fā)周期長(cháng),而完全采用C語(yǔ)言編程則程序的執行效率相對較低,不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求。為了設計出性?xún)r(jià)比最好、開(kāi)發(fā)周期較短、比較復雜的DSP系統,可以采用混合語(yǔ)言編程,把C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)有效地結合起來(lái)。C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的混合編程有三種形式:在編寫(xiě)C語(yǔ)言代碼中插入匯編語(yǔ)句,只需在匯編語(yǔ)句兩邊加上雙引號和括號,在括號前面加上標識asm,如asm(“匯編語(yǔ)句”);在編寫(xiě)C代碼的過(guò)程中調用內聯(lián)函數,TMS320C62X中有一些直接映射為內聯(lián)的C6000指令的特殊函數,內聯(lián)函數用前下劃線(xiàn)(_)表示,使用時(shí)同調用C語(yǔ)言的庫函數一樣調用它,如b=_nassert(N>=10);匯編代碼以C代碼可以調用的函數出現。本文采用第三種形式。為了使程序代碼的執行具有盡可能高的執行效率,本文將著(zhù)重點(diǎn)放在并行匯編代碼的編程,而不是線(xiàn)性匯編代碼的編程。

　　1 C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言混合編程的接口規范和標準

　　用C語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼中核心代碼常常只是整個(gè)程序代碼的5%,但是卻占用了整個(gè)程序約95%的執行時(shí)間。對這些核心代碼采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě),可以大大提高代碼的執行效率,而C語(yǔ)言程序可以象調用C程序的一個(gè)函數那樣去調用這個(gè)匯編函數。為了實(shí)現C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的混合編程,需要注意一些規定的接口規范和標準。

　　(1)采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程時(shí),TMS320C62X定義了一套嚴格的寄存器規則。這個(gè)寄存器規則表明了編譯器如何使用這些寄存器以及在函數調用過(guò)程中如何保護這些寄存器。

　　調用函數保護了寄存器A0～A9和B0～B9,這就使得在編寫(xiě)匯編程序的時(shí)候可以任意的使用這幾個(gè)寄存器而不需保護它們。但當使用到寄存器A10～A15或B10～B15的時(shí)候,則必須自行對它們進(jìn)行保護。長(cháng)型、雙精度型或者是長(cháng)雙精度型的數據對象要放在一個(gè)奇/偶寄存器對(如A1:A0)里,奇數寄存器存放著(zhù)數據的符號位、指數位和最高有效位,而偶數寄存器則存放著(zhù)低有效位。

　　在默認情況下,A3用作返回結構指針寄存器,B3用作被調用函數返回地址寄存器,A15用作幀指針寄存器,B14用作數據頁(yè)指針寄存器,B15用作堆棧指針寄存器。這些寄存器在被調用的匯編函數中用到時(shí)都要進(jìn)行保護。

　　(2)調用函數將參數傳遞到被調用函數中,前十個(gè)參數將被從左到右依次放入寄存器A4、B4、A6、B6、A8、B8、A10、B10、A12和B12,如果傳遞的參數是長(cháng)型、雙精度型或者是長(cháng)雙精度型,則將參數依次放入寄存器組A5:A4、B5:B4、A7:A6等,并將剩下的變量按相反的順序放在堆棧里。注意,如果傳遞的參數是一個(gè)結構類(lèi)型的參數,則傳遞的是該結構類(lèi)型的地址?！?

　　(3)如果在C/C++調用函數中做了正確的函數返回聲明,則被調用的匯編函數可以返回有效值。如果返回值是整型或32位的浮點(diǎn)型,則放在寄存器A4中返回;如果返回值是雙精度或是長(cháng)雙精度型,則放在A(yíng)5:A4中返回;如果返回值是一個(gè)結構類(lèi)型,則將其結構的地址放在A(yíng)3中返回。

　　(4)編譯器為所有的外部對象指定一個(gè)鏈接時(shí)的名字。當寫(xiě)匯編語(yǔ)言代碼時(shí),必須用與這個(gè)名字相同的名字。對于只在匯編語(yǔ)言模塊中用到的變量的標識符,不能從下劃線(xiàn)開(kāi)始。任何一個(gè)在匯編語(yǔ)言中聲明的對象都要使其在C/C++中是可訪(fǎng)問(wèn)的,那么在匯編語(yǔ)言中必須用.def 或.global將其聲明為外部變量。同樣在匯編語(yǔ)言中要引用C/C++函數或對象時(shí),必須用.ref 或.global將C/C++對象聲明,這將產(chǎn)生一個(gè)在匯編語(yǔ)言函數中沒(méi)有定義的由鏈接器辨識的外部引用。

　　還有一些細節也需要注意,如中斷子程序必須把該子程序將要用到的所有寄存器進(jìn)行入棧處理;除了全局變量的初始化外,匯編語(yǔ)言的模塊不得因為任何目的而使用.cinit段;匯編代碼的結束需用指令B.s2 B3將程序執行從被調用函數返回到C語(yǔ)言調用函數中。

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