DSP/BIOS中的IO设备驱动编程技术

介绍了DSP/BIOS中I/O设备驱动程序的编写,并给出了一个在TMS320C5402 DSK上开发语音处理程序的实例。

关键词：数字信号处理器（DSP） 实时操作系统 I/O设备驱动 应用程序接口（API）

近年来,随着信息技术的飞速发展,DSP在航空、航天、雷达、通信、消费类电子设备等方面都得到了广泛应用;同时,DSP的运算能力也越大越强大,TI公司新推出的TMS320C6400系列的运算能力可以达到8800MIPS。这些都要求开发DSP的应用程序要缩短开发时间,增加软件的可编护性和可重用性。语音压缩、语音识别、图像处理等方面的应用要求DSP的开发尽可能简单,还要求代码的执行效率高。

DSP/BIOS是TI公司推出的一个实时操作系统。DSP/BIOS与TI的CCS（Code Composer Studio）集成在一起。目前最新的版本是CCS 1.2中的DSP/BIOS II。应用DSP/BIOS可以大大简化DSP应用程序的开发和调试。与外部设备的I/O接口是DSP应用开发中不可缺少的重要部分。基于DSP/BIOS的I/O设备驱动将软件与硬件分离,提高了软件的可重用性,在软件或硬件改动时可使相互的影响降为最小。

1 DSP/BISO操作系统简介

DSP/BIOS实际上是一组可重复调用的系统模块API的集合。只占用DSP很少的资源,可以满足DSP实时运行时的调试性能分析,编写高效的程序。例如,在TMS320C6211上运行printf()函数需花费4000个周期,而运行LOG_printf()只花费36个周期,可printf()要比LOG_pfrintf（）多花费100倍以上的时间。下面只对与I/O设备驱动有关的模块作简要介绍。

1.1 任务调度模块（HWI/SWI/TSK）

在DSP/BIOS中,任务的调度是通过HWI、SWI和TSK三个模块实现的。HWI（硬件中断管理模块）管理硬件中断,主要负责DSP与外设的交互,从外设中读写数据。由于硬件中断直接与硬件打交道,对应的中断服务程序ISR应尽可能短小精焊。HWI不引起任务调度,它在处理完数据的输入输出后调用SWI_post()来调度相应的软件中断SWI完成数据处理工作。

DSP/BIOS提供两类优先线程：SWI（软件中断管理模块）和TSK（任务管理模块）。SWI是DSP/BIOS任务调度的核心,SWI任务是抢断式的,即高优先级的任务可以抢断低优先级的任务。但是SWI任务是不可阻塞的,所有SWI任务共享一个堆栈,SWI任务只能在程序编制时预先定义好。DSP/BIOS中对任务的动态产生和对阻塞状态的支持是通过TSK模块来实现的。TSK也是可以抢断的,但每个TSK任务使用独立的堆栈。

1.2 通讯模块（PIP/SIO）

PIP（带缓冲管道管理模块）和SIO（流输入输出管理模块）是DSP/BIOS提供的两个接口对象,用于支持DSP与外设之间 数据交换。PIP对象带有一个缓冲队列,可以执行带缓冲的读任务和写任务。SIO没有缓冲队列,SIO的操作get()和put()在应用程序和驱动程序之间交换缓冲的指针,而不是数据的拷贝,因此执行效率比PIP高。

PIP和SIO对象支持基于帧的信号处理系统的实现。在多速率系统中需要使用优先级线程来统一端口通信,在其它需要处理不同尺寸、不同速率的帧的系统中,优先级线程也是必须的。PIP对象可被SWI或TSK线程使用,而SIO对象只能被TSK使用。

来源：电子技术应用