GMR源碼

Ⅰ 給我一篇完整的dsp程序設計

隨著DSP晶元功能的增強，已不再進行單純的數字信號處理任務，而是作為一種MCU被廣泛使用，控制板上各種資源，同時完成採集、計算、控制、通訊等任務。特別是當使用了TCP/IP或其它復雜通訊協議時，沒有一個實時多任務操作系統是很難進行任務調度的。μC/OS－II作為一種源碼公開的佔先式實時多任務操作系統，總是執行處於就緒狀態的優先順序最高的任務，並支持Semaphore(信號量)、Mailbox(郵箱)、Message Queue(消息隊列)等多種常用的進程間通信機制，是大多數高可靠嵌入式設備的首選。

2 開發環境簡介
APCI5096是北京康拓工業電腦公司自行開發的一款DSP目標板，主要用於對模擬信號量的采樣處理。該目標板以TMS320VC32為CPU，同時具有完備的輸入/輸出功能，可以實現30通道、16位、300KSPS的模擬輸入。調試用編譯器為TI公司的Code Composer 『C3x－『C4x，版本是4.10版。

3 移植過程
3.1 μC/OS－II系統結構
圖1說明了μC/OS－II的軟硬體體系結構。應用程序軟體處於整個系統的頂層，只和μC/OS－II與處理器無關的代碼以及μC/OS－II與應用相關的代碼關聯。這樣保證了應用軟體的可重用性。

μC/OS－II與處理器無關的代碼提供了μC/OS－II的系統服務。利用這些API函數，應用程序可以進行內存管理、任務間的通信以及創建、刪除任務等。μC/OS－II與應用相關的代碼提供了對μC/OS－II本身的裁減，並可根據實際需要進行任務數、任務棧的大小等設置。

大部分的μC/OS－II代碼是使用ANSI C語言書寫的，因此μC/OS－II的可移植性較好。盡管如此，仍然需要使用C和匯編語言寫一些處理器相關的代碼。移植工作需要改寫的是與處理器相關的代碼，包括三個文件：OS_ CPU.H、OS_ CPU_ C�C、OS_ CPU_ A�ASM。重點是任務堆棧的初始化、任務切換時棧指針的調整。

3.2 OS_ CPU.H
在不同的處理器中有不同的字長，所以必須重新定義一系列數據類型以確保移植的正確性。在OS_ CPU�H文件中應完成：數據類型的重新定義、堆棧數據類型的定義、堆棧增長方向的定義、臨界區開/關中斷的方法、任務切換函數OS_TASK_SW的宏定義。

(1)數據類型的聲明：在VC33中所有的整型數據(char、short、int、long)為相同的類型，用32位表示。浮點型數據(float、double)為相同類型，在VC33中用32位單精度浮點數表示。數據類型的重定義：
typedef unsigned char BOOLEAN;
typedef unsigned char INT8U;
typedef signed char INT8S;
typedef float FP32;
typedef double FP64;

(2)VC33棧的數據寬度為32位，採用上面重定義過的數據類型進行定義，確保棧數據類型的一致性。棧的數據類型聲明：
typedef INT32U OS_ STK;

(3)μC/OS－II訪問代碼的臨界區時需要先禁止中斷，並且在訪問完畢後重新允許中斷。μC/OS－II利用兩個宏來禁止和允許中斷，通過狀態寄存器的中斷使能位開關中斷。
cregister unsigned int ST； /＊聲明CPU內部寄存器＊/
＃define OS_ ENTER_ CRITICAL() asm(「ANDN 2000H, ST ")； /＊清中斷使能位＊/
＃define OS_ EXIT_ CRITICAL() asm(「OR 2000H, ST ")； /＊置中斷使能位＊/

3.3 OS_ CPU_ C.C
在OS_ CPU_ C.C文件中主要完成的是OSTaskStkInit()函數，其餘五個函數可以不進行處理。OSTaskStkInit()函數完成任務棧的初始化，使得任務棧的結構看起來如同在任務執行過程中發生過一次中斷並將所有寄存器保存到堆棧一樣。不同的編譯器在函數調用時會有不同的入棧方法，如：參數和返回地址入棧順序、參數之間入棧的順序、參數利用寄存器還是堆棧保存等。在具體實現時還需要根據編譯器的要求進行調整。

CCS函數調用時堆棧規則為：先將參數從左往右入棧、然後是函數返回地址入棧。依照此規則設計任務棧初始結構如圖2。VC33共有28個寄存器，程序中應將寄存器全部入棧，在OSTaskStkInit中實現：

{
OS_ STK ＊stk; /＊定義棧的數據結構＊/
opt=opt;
stk=(OS_ STK ＊)ptos; /＊裝入棧頂指針＊/
＊stk=(OS_ STK)pdata; /＊參數入棧＊/
＊＋＋stk=(OS_ STK)task; /＊任務返回地址＊/
＊＋＋stk=(OS_ STK)task; /＊中斷返回地址＊/
＊＋＋stk=(OS_ STK)0x2000; /＊狀態寄存器，開中斷＊/ 其餘CPU寄存器全部入棧，並初始化為0
}

3.4 OS_ CPU_ A.ASM
在OS_ CPU_ A�ASM文件中要求用戶編寫四個簡單的匯編語言函數：OSStartHighRdy()、OSCtxSw()、OSIntCtxSw()、OSTickISR()。這四個函數具有完全相同的公共部分：寄存器入棧和寄存器出棧。只要按照上面設計好的棧結構進行就可以了。注意的是VC33的R0到R7是擴展精度寄存器，具有40位。在入棧和出棧時均需要用兩句話完成，如下：
入棧： 出棧：
PUSH R0 POPF R0
PUSHF R0 POP R1

而OSIntCtxSw函數具有特殊部分，該函數用於從中斷返回時進行任務切換，由於在調用_ OSIntCtxSw函數前已經發生了中斷，中斷服務程序已經將CPU寄存器保存到堆棧中了，所以此處不再進行寄存器保存。同時還要進行棧指針的調整，去掉堆棧中一些不需要的內容，然後再將寄存器全部出棧。由於該函數是μC/OS－II中唯一的與編譯器相關的函數，所以在移植後必須利用多次任務切換檢查棧指針是否正確調整。

3.5 時鍾中斷源初始化
μC/OS－II還要求用戶提供一個時鍾資源，用於實現時間延時和確認超時。根據APCI5096的硬體設置，需要在三個文件中進行時鍾資源的設置。

(1)OS_ CPU_ A�ASM：
APCI5096中，已將VC33的定時器1用於測頻通道，因此利用未被佔用的定時器0產生定時中斷。實現方法為在TINT0的中斷向量入口處放一跳轉指令，跳轉到自己寫的OSTickISR。
�sect 「�TINT0_ vector"
TINT0 br _ OSTickISR

(2)CMD文件
將TINT0跳轉到OSTickISR後，還應再指定TINT0的向量入口地址。APCI5096板上的VC33被設置為BootLoader方式，在該方式下TINT0的入口地址固定在0x809FC9。在CMD文件的SECTIONS段指定如下：
�TINT0_ vector：> 0x809FC9

(3)Main�C文件
μC/OS－II要求用戶在OSStart()運行後，μC/OS－Ⅱ啟動運行的第一個任務中初始化節拍中斷。自己編寫一個函數TimerInit()，並在第一個任務開始處調用該函數完成定時器0的初始化。函數中TIM0_ XXX代表的是定時器0的三個寄存器的地址，在完成對定時器0的設置後還要打開全局中斷和時鍾中斷。

{
＊TIM0_PRD= 0x7530; /＊設置周期為1KHZ＊/
＊TIM0_CNT=0;
＊TIM0_CTL=0x2C1; /＊啟動時鍾＊/
ST|=0x2000; /＊打開中斷＊/
IE|=0x100; /＊打開時鍾中斷＊/
}

4 測試、編寫驅動和應用程序
做完以上工作以後，就要測試移植是否成功。最初測試時，可以先運行操作系統本身，調度一些簡單的任務和時鍾節拍中斷任務。主要測試系統本身的正確性，如果調試成功就可以在上面繼續開發驅動程序和添加應用程序。