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发信人: bood (赢艺), 信区: HITEA
标  题: DSP软件向桌面和嵌入式系统挑战 
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年10月17日18:17:05 星期三), 站内信件

单个数字信号处理（DSP）芯片曾经作为协处理器来实现滤波器算法。现在DSP技术的发展已
实现了多个复杂算法的并行。但是,这种功能的扩展也产生了新的问题，开发人员发现，在DS
P处理能力方面，当MIP和存储器的问题得到解决时，他们又面临着新的课题，即如何来管理设
计复杂的软件。
　　如何合理地安排数据流程，使之在DSP的各执行单元间无冲突地顺利执行，仍是DSP开发人
员面临的一个非常重要的问题。由于设计的复杂性，将算法映射到DSP具体目标硬件上时，尚
不能采用高层次编程语言，必须使用汇编语言，并对器件的并行执行机制有十分清楚的了解。
而这种局限于汇编语言的编程设计,正是提高软件开发效率的瓶颈。
　　90年代早期，嵌入式系统和桌面应用的开发人员曾面临相似的问题。当时为提高设计效率
而采用的方法现在仍可借鉴使用。一个短期的解决方案是由编程人员自己解决这一问题。但是
，编程人员相对短缺，而且DSP领域编程人员更为紧缺。在DSP开发时，可以考虑采用非DSP专
业的编程人员，但这些人员一般倾向于使用桌面和嵌入式应用的开发工具。而DSP开发领域还
没有类似的工具，这就阻碍了DSP应用的进一步推广。
　　开发相似，实质不同
　　即使采用了上述的开发工具，DSP还具有不同于RISC和CISC的独特特征。DSP处理能力不仅
靠越来越快的时钟速率来实现，而且还依赖于并行处理结构的进一步采用。早期的DSP仅含有
单个多路器和累加器，由哈佛结构以及一些控制寄存器环路组成。而目前的DSP处理器通常采
用多个执行单元，每个执行单元都由算数逻辑运算单元（ALU），一个多路器和累加器组成，
而且这些执行单元可以并行执行。
　　美国I.C.Com 公司在与西门子半导体公司的合作中，开发出了Carmel DSP，它通过一个非
常类似C的汇编语言来解决DSP开发面临的上述瓶颈问题。
　　I.C.Com公司VLSI设计副总裁Amnon Rom说：“我们的目的是使我们的汇编语言Carmel尽可
能地接近C语言。对DSP开发来说，减少开发过程中从浮点算法转换到固定点算法，然后再到汇
编语言程序所需的时间非常重要。通过将汇编语言与之一一对应，从而减去了从C语言到汇编
语言的开发步骤。”
　　友好易用的硬件系统
　　美国ZSP公司采用易于编译的硬件系统来解决DSP开发中面临的这一问题。其硬件系统包含
一个正交指令集，一个透明状态机和一个流水线控制单元。其中流水线控制单元是该结构的关
键，它代替编程人员对DSP中的并行执行单元进行作业安排控制。通过分配指令到硬件、解决
数据和资源间的依存问题，从而将指令分组分配到DSP的各个并行执行单元。这样减去了编程
人员和编译器安排分配并行任务的负担。
　　ZSP公司提供一套完整的软件开发工具，让编程人员管理复杂的DSP编程任务。可以通过命
令行直接调用这一工具，或者通过使用Premia的Codewright编辑器。Codewright
是一个开发工作平台，通过它可启动其他应用程序。ZSP就是采用该平台来管理其Gnu编译器、
汇编器、链接器、仿真器以及调试工具。
　　Codewright开发环境进一步扩展，包括了设计项目目录管理功能，对项目可执行程序的生
成进行参数调整。针对基本的DSP软件开发，ZSP公司提供了一个完整的解决方案。
　　美国TI公司认为DSP未来的发展在于软件，并已经开始着手两项开发。首先，它将Code C
omposer IDE的功能与DSP/BIOS和RTDX驱动程序进行集成，组成综合开发环境Code Composer 
Studio。这是TI将其收购的GoDSP公司Code Composer DSP调试工具与Spectron的低档DSP操作
系统进行统一集成的结果。其次，它建立了DSP软件模块的标准接口，以便更好地重新利用现
有的实现了的DSP算法。
　　TI公司认为，通过将一个汇编语言优化器集成到其Code Composer开发环境，从而减少了
对汇编语言的需要。据称该工具产生的编码的效率可达到手工调试的汇编语言的80%。
　　对DSP开发，每个MIP和存储器字非常珍贵，对这一资源的任何浪费都会影响项目的进展，
使之难以完成。但为了提高软件开发效率，也必须牺牲一些MIP和存储器
　　为了更好地开发
　　对DSP开发，每个MIP和存储器字（Word）非常珍贵，对这一资源的任何浪费都会
影响项目的进展，使之难以完成。但为了提高软件开发效率，也必须牺牲一些MIP和存
储器。这些MIP和存储器资源是用在DSP内访问程序和数据转换方面，访问程序将DSP算
法的内部表达方式转换成共用的方式，以便进行通信。
　　TI公司提出的软件标准包含两个方面，一是处理目标硬件与主机的接口，另一方
面处理内部的API（应用程序接口）集，以提供DSP软件模块间的通信。在主机一侧，是
Active X程序集，用来处理与目标硬件间的通信，并模拟目标器件的行为。这里主机接
口包括以下四个主组：项目服务器，编辑服务器，图象服务器和调试服务器。其中调试
服务器用来建立和维持与目标硬件间的通信。在目标硬件一侧，链接依赖于RTDX和
DSP BIOS。
　　Blue Wave Systems的产品经理Nick Keeling对Code Composer Studio表示很大的兴趣，
他说，通过这一产品，可以看到DSP软件开发步入成熟。这一进程是TI与其第三方DSP板级开发
商共同合作的结果，从Code Composer Studio开发的初期，第三方板级开发商就积极地参与了
进来。而这一参与使第三方厂商有能力对Code Composer Studio的功能开展进一步开发。
　　Blue Wave Systems公司正对Code Composer Studio进行改进，使它能自动识别与之相连
的任何电路板，包括读取电路板上的配置信息，以及识别安装在电路板上的驱动程序类型。该
公司可提供这种电路板和改进后的具备自动识别功能的Code Composer Studio开发环境。
　　Analog Devices公司的Visual DSP工具集与TI公司的Code Composer类似，但不包括主机
与目标硬件的链接。该工具支持其全部SHARC DSP系列产品。
　　Visual DSP是集成了IDE和调试器的一个项目管理工具。原码调试工作可在一个C语言和汇
编语言的混合环境中完成。同时调试工作可通过一个硬件仿真器在主机上进行，也可直接在目
标硬件上实现。
　　目标器件接口数据流可通过中断的随机组合来仿真。并可在指定的地址范围内和地址范围
外设置观测点进行检查。这种功能使开发人员能更好地处理堆栈资源的下溢和上溢。

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