实验一CCS使用及DSP基本数学运算省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

试验一 CCS使用及DSP基本数学运算第第1页页一、试验目标1熟悉CCS 集成开发环境，掌握工程生成方法；2熟悉SEED-DTK5416 试验环境；3掌握CCS 集成开发环境调试方法；4了解数在计算过程中定标，掌握数定点、浮点表示方法，定点、浮点基本运算以及定点、浮点间相互转换。第第2页页二、试验内容1DSP源文件建立；2DSP程序工程文件建立；3编译与链接设置，生成可执行DSP文件；4进行DSP程序调试与改错；5学习使用CCS集成开发工具调试工具；6观察试验结果；第第3页页三、试验背景知识1.为何DSP运算要做数定标2.数定标方法Q表示法S表示法第第4页页四、试验程序结构说明 1.math.c这个文件中包含了试验关于DSP运算主演函数。主要有：fixedadd(int x,int y)：定点加法运算；fixedsub(int x,int y)：定点减法运算；fixedmul(int x,int y)：定点乘法运算；fixeddiv(int x,int y)：定点除法运算；floatadd(double x,double y)：浮点加法运算；floatsub(double x,double y)：浮点减法运算；floatmul(double x,double y)：浮点乘法运算；floatdiv(double x,double y)：浮点除法运算；floatfixed(double x)：浮点转定点运算；fixedfloat(int x)：定点转浮点运算；第第5页页2.math.cmd文件 DSP链接文件，也叫命令文件。命令文件组成 file1.obj/子目标文件名1file2.obj/子目标文件名2file3.obj/子目标文件名3-o prog.out/连接器操作指令，用来指定输出文件-m prog.m/用来指定MAP文件MEMORY 略 SECTIONS 略 otherlink.cmd第第6页页MEMORY伪指令 MEMORY用来建立目标存放器模型，能够定义目标系统各种类型存放器及容量 MEMORY PAGE 0：name0(attr)：origin=constant,length=constant name0n(attr)：origin=constant,length=constantPAGE 1：name1(attr)：origin=constant,length=constant name1n(attr)：origin=constant,length=constantPAGE n：namen(attr)：origin=constant,length=constant namenn(attr)：origin=constant,length=constant第第7页页SECTIONS伪指令 SECTIONS在程序里添加段名。SECTIONS .text：全部.text输入段名 load加载地址 run=运行地址 .data：全部.data输入段名 load加载地址 run=运行地址 .bss：全部.bss输入段名 load加载地址 run=运行地址 .other：全部.other输入段名 load加载地址 run=运行地址 第第8页页存放模型说明：.cinit：存放程序中变量初值和常量.const：存放程序中字符常量、浮点常量和用const申明常量.switch：存放程序中switch语句跳转地址表.text：存放程序代码.bss：为程序中全局和静态变量保留存放空间.far：为程序中用far申明全局和静态变量保留空间.stack：为程序系统堆栈保留存放空间，用于保留返回地址、函数间参数传递、存放局部变量和保留中间结果第第9页页.sysmem：用于程序中malloc、calloc、和realoc 函数动态分配存放空间.vectors：中止向量表.data：常数数据，如对变量初始化数据.trap：.cio：第第10页页地址说明链接器为每个输出段都在目标存放器里分配两个地址：一个是加载地址，一个是运行地址 通常情况下两个地址是相同，能够认为输出段只有一个地址，这时就能够不加“run=运行地址”这条语句；有时需要将两个地址分开，比如将程序加载到FLASH，然后放到RAM中高速运行，这就用到了运行地址和加载地址分别配置 第第11页页“load加载地址”几个写法：首先“load”关键字能够省略 “”能够写成“”“加载地址”能够是：地址值、存放区间名字、PAGE关键词等“run=运行地址”中“=”能够用“”第第12页页3.rts.lib库文件 rts.lib是一个库文件，主要包含了相关C运行环境与对应函数代码。该库文件存放在CCScgtoolslib中。第第13页页4.GEL文件 GEL文件功效是用于初始化DSP，实现对各种存放器初始化。GEL在CCS下有一个菜单，能够依据DSP对象不一样，设置不一样初始化程序。第第14页页不一样DSP程序，其.cmd文件、.lib文件和.gel文件大小一样吗？第第15页页五、试验步骤1硬件连接 将USB仿真器USB插头插入PC机USB插槽中；将 DSP仿 真 器 JTAG插 头 与 SEED-DEC54xx单元J8相连接；开启计算机，当计算机开启后，打开SEED-DTK5416 电源。观察SEED-DTK_IO单元+5V、+3.3V、+15V、-15V电源指示灯是否均亮；若有不亮，请断开电源，检验电源。第第16页页2打开CCS集成开发环境，进入CCS操作环境 第第17页页新建源文件创建一个未著名源文件第第18页页编写源代码并保留设保留源程序名为math.c第第19页页 第第20页页创建其它源程序（如.cmd）可重复上述步骤第第21页页创建或打开一个工程建立新工程，点击ProjectNew第第22页页工程名及路径可任意确定第第23页页点击完成，已新建一个名为DTK-MATH.prj工程，路径为D:ti5000myprojectsDTK-MATH注：不认可汉字路径第第24页页加载源文件到工程 点击Project，选择Add Files to Project，添加math.c、math.cmd、rts.lib文件到工程中。第第25页页添加源文件到工程 在下拉菜单中选择.c点击打开，即可添加源程序到工程中第第26页页 第第27页页一样方法能够添加文件math.cmd、rts.lib到工程文件中 在下面窗口中能够看到math.c、rts.lib文件已经加到工程文件中。第第28页页 第第29页页加载GEL文件 对各种存放器初始化 FileLoad GEL 比如：FileLoad GELCCS-FFTdtk-boot.gel第第30页页文件操作 以下操作可对工程中文件进行打开、删除、查看属性等操作。第第31页页 第第32页页设置编译与连接选项第第33页页设置对应编译参数，普通情况下，按默认值就能够第第34页页进行连接参数设置，设置输出文件名、堆栈大小以及初始化方式 第第35页页设置连接次序。当使用rts.lib时将其放在最终 第第36页页编译 生成目标文件：*.out点击ProjectRebuild all，若正确则生成DTK-math.out；若是修改程序，能够使用Project Build命令第第37页页 第第38页页Load文件并运行 加载文件：Fileload program debugDTK-MATH.out 载入debug文件夹下可执行文件DTK-MATH.out 运行 Debug Run（F5）第第39页页 第第40页页 第第41页页装载完成 第第42页页点击窗口左侧Go Main回到C程序入口 第第43页页进入C程序入口 第第44页页保留调试环境 点击FileWorkspaceSave Workspace保留调试环境，方便下次调试时，不再需要重新进行设置。第第45页页 第第46页页调试工具断点调试，打开CPU与外设存放器观察窗设置：Debug/Breakpoints运行：Debug/Run第第47页页 第第48页页运行程序到第一个断点，在STDout观察窗内看定点运算是否正确；然后再运行程序到第二个断点，观察浮点运算是否正确。再运行程序，观察浮点与定点之间转换是否正确。第第49页页第第50页页观察CPU存放器、Memory第第51页页在图示窗口中可观察到CPU个存放器值和外围存放器值第第52页页查看数据：View/Memory 第第53页页调试工具（Debug）在下拉菜单中可选择复位CPU、进入C主程序、重新开始等操作。第第54页页 第第55页页探测点调试Probe Points 查看程序执行到某一位置时各存放器值 设置：Debug/Probe points 与断点区分：第第56页页 第第57页页这是CCS弹出相关Probe Points设置表，进行以下设置 第第58页页六试验说明1.源程序错误 在函数fixed_add()中z定义未加“；”号；函数float_add()中号缺右边而未完整。2.链接错误 DSP空间分配重合DATA:origin=3000h,length=0120h /*Internal Data RAM */STACK:origin=3100h,length=0500h /*Stack Memory Space */未给系统分配.stack堆栈段/.stack STACK PAGE 1第第59页页六试验说明1.源程序错误在函数fixed_add()中z定义未加“；”号；函数float_add()中号缺右边而未完整。2.链接错误DSP空间分配重合DATA:origin=3000h,length=0120hSTACK:origin=3100h,length=0500h 未给系统分配.stack堆栈段/.stack STACK PAGE 1第第60页页附件一：程序解析第第61页页程序结构#define Qx 4#define Qy 4#define Qz 4void main()fixed_add(1556,40);fixed_sub(334,222);fixed_mul(188,188);fixed_div(188,18);float_add(2.5e3,1.2e3);float_sub(2.0e2,3.0e2);float_mul(2.0e2,3.0e2);float_div(2.0e4,2.0e2);float_fixed(9.735e1);fixed_float(1557);第第62页页1.加法/减法运算C语言定点模拟设浮点加法运算表示式为：float x，y，z；z=x+y；将浮点加法/减法转化为定点加法/减法时最主要一点就是必须确保两个操作数定标值一样。若二者不一样，则在做加法/减法运算前先进行小数点调整。为确保运算精度，需使Q值小数调整为与另一个数Q值一样大。第第63页页结果不超出结果不超出16位表示范围位表示范围设xQ值为Qx，yQ值为Qy，且QxQy，加法/减法结果z定标值为Qz，则：zx+y第第64页页定点加法能够描述为：int x,y,z;long temp;/*暂时变量*/tempy(QxQz),若QxQzz(int)(temp(QzQx),若QxQz第第65页页举例：定点加法。设x0.5，y3.1，则浮点运算结果为zx+y0.5+3.13.6;Qx15，Qy13，Qz13，则定点加法为：x16384；y25395;temp253952)29491;因为zQ值为13，所以定点值z29491即为浮点值z29491/81923.6 第第66页页void fixed_add(int x,int y)long temp;int z;temp=y=Qz)z=temp(Qx-Qz);else z=temp(Qz-Qx);fprintf(stdout,the result of fixed_add was%i!n,z);第第67页页举例：定点减法。设x3.0，y3.1，则浮点运算结果为zx-y3.0-3.1-0.1;Qx13，Qy13，Qz15，则定点减法为：x24576；y25395；temp25395;tempx-temp24576-25395-819;因为QxQz，故 z(int)(-8192)-3276。因为zQ值为15，所以定点值z-3276即为浮点值z-3276/32768-0.1 第第68页页void fixed_sub(int x,int y)long temp;int z;temp=y=Qz)z=temp(Qx-Qz);else z=temp(Qx+Qy-Qz);第第71页页举例：定点乘法。设x=18.4，y=36.8，则浮点运算值为z=18.436.8=677.12;依据上节，得Qx=10，Qy=9，Qz=5，所以有：x=18841；y=18841；temp=18841L;z=(18841L*18841)(10+9-5)=354983281L14=21666;因为z定标值为5，故定点 z=21666即为浮点 z=21666/32=677.06 第第72页页void fixed_mul(int x,int y)long temp;int z;temp=(long)x;z=(temp*y)(Qx+Qy-Qz);fprintf(stdout,the result of fixed_sub was%i!n,z);第第73页页3.除法运算C语言定点模拟设浮点除法运算表示式为：float x,y,z;z=x/y;假设经过统计后被除数x定标值为Qx，除数y定标值为Qy，商z定标值为Qz，则：z=x/y 第第74页页定点表示除法为：int x,y,z;long temp;temp=(long)x;z=(temp(Qz-Qx+Qy)/y;第第75页页举例：定点除法。设x=18.4，y=36.8，浮点运算值为z=x/y=18.4/36.8=0.5;依据上节，得Qx=10，Qy=9，Qz=15；所以有：x=18841,y=18841;temp=(long)18841;z=(18841L(15-10+9)/18841=308690944L/18841=16384;因为商z定标值为15，所以定点z=16384即为浮点 z=16384/215=0.5 第第76页页void fixed_div(int x,int y)long temp;int z;temp=(long)x;z=(temp PRAM PAGE 0 .text PRAM PAGE 0 .vectors VECS PAGE 0 /.stack STACK PAGE 1 .trap SCRATCH PAGE 1 .const EXRAM PAGE 1 .data EXRAM PAGE 1 .bss EXRAM PAGE 1 .cio EXRAM PAGE 1 .switch EXRAM PAGE 1第第80页页