dsp芯片,也稱數(shù)字信號處理器,是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。它的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu),具有專門的乘法器,廣泛采用流水線結(jié)構(gòu),提供特殊的dsp指令,在一個周期內(nèi)完成一次乘法和一次加法。在國外,dsp芯片已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于當(dāng)今技術(shù)革命的各個領(lǐng)域;在我國,dsp技術(shù)也正以極快的速度被應(yīng)用在通信、電子系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、自動控制、雷達(dá)、軍事、航空航天、醫(yī)療、家用電器、電力系統(tǒng)等許多領(lǐng)域中,而且新的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷地被發(fā)掘。因此基于dsp技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用正成為數(shù)字時代的應(yīng)用技術(shù)潮流。相對于單片機(jī),它速度更快,外設(shè)集成度更高,程序存儲器更大。在《時間觸發(fā)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式》一書中詳細(xì)介紹了基于單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)方法,而本文基于dsp對這種設(shè)計(jì)進(jìn)行了擴(kuò)展,使這種設(shè)計(jì)方法更為靈活,有效?! 《{(diào)度器介紹 可以從兩方面來看調(diào)度器:一方面:調(diào)度器可以看作是一個簡單的操作系統(tǒng),允許以周期性或單次方式調(diào)用任務(wù);另一方面:從底層角度來看,調(diào)度器可以看作是一個由許多不同任務(wù)共享的定時器中斷服務(wù)程序?! ?. 調(diào)度器的組成 ?。?)調(diào)度器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 調(diào)度器的核心是調(diào)度器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這是一種用戶自定義的數(shù)據(jù)類型,集中了每個任務(wù)所需的信息。 typedef struct
{
void ( * ptask)(void); 指向任務(wù)的指針(必須是一個void(void)函數(shù))。
unsigned int delay; 延時時標(biāo)數(shù):直到任務(wù)將下一次運(yùn)行所剩時標(biāo)數(shù).時標(biāo),是硬件定時器周期中斷設(shè)定的 時間間隔,它是調(diào)度器的驅(qū)動者。
unsigned int period; 周期時標(biāo)數(shù):任務(wù)連續(xù)運(yùn)行所間隔的時標(biāo)數(shù)。
unsigned int delcounter; 若不為周期任務(wù),表示任務(wù)運(yùn)行次數(shù);若為周期函數(shù),則無意義。
char prdortemp; 若prdortemp=1,則為周期任務(wù);若prdortemp=0,則為非周期任務(wù)。
char runme; 當(dāng)任務(wù)需要運(yùn)行時(由調(diào)度器)加1
} stask; 另外,還需要定義一些全局變量:unsigned int task_index 記錄當(dāng)前所添加任務(wù)索引變量,對于每一個任務(wù)都要定義一個任務(wù)索引變量,以便對任務(wù)進(jìn)行查找。例如:可以利用任務(wù)索引變量對任務(wù)進(jìn)行刪除。任務(wù)隊(duì)列stask sch_tasks_g [sch_max_tasks]記錄所有任務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的全局變量,其中sch_max_tasks為定義的最大任務(wù)數(shù)。雖然在系統(tǒng)運(yùn)行時,任務(wù)有添加或刪除,但系統(tǒng)不是很復(fù)雜,給出的sch_max_tasks一定要大于運(yùn)行的任務(wù)數(shù)?! 。?) 初始化函數(shù)(void sch_init_t(void)) 這個函數(shù)主要的作用是設(shè)置定時器,用來產(chǎn)生驅(qū)動調(diào)度器的定期時標(biāo)。一般的dsp都有多個定時器,它們中的任何一個都可以用來驅(qū)動調(diào)度器。對于調(diào)度器來說,要在不同地微處理器運(yùn)行,主要是初始化函數(shù)不同(即微處理器的定時器初始化不同)。時標(biāo)設(shè)定的大小關(guān)系到cpu的利用率和系統(tǒng)的精度,它的大小與具體的系統(tǒng)有關(guān),例如微處理器的速度,執(zhí)行任務(wù)的大小,執(zhí)行任務(wù)周期的大小等。ti 公司推出的2000 系列的dsp與一般51系列的單片機(jī)時標(biāo)的設(shè)定有所不同:dsp的cpu頻率可達(dá)到40m,而且采用流水線結(jié)構(gòu),基本上一個時鐘周期執(zhí)行一條指令;一般單片機(jī)頻率為10m,而且遠(yuǎn)不能達(dá)到一個時鐘周期執(zhí)行一條指令。在《時間觸發(fā)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式》一書中,單片機(jī)時標(biāo)設(shè)定為1ms,可獲得很高的cpu利用率;而調(diào)度器應(yīng)用在交流數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中(采用tms320lf2407), 時標(biāo)設(shè)定為200us,cpu利用率也不小于百分之九十五。 ?。?) 添加任務(wù)的函數(shù) unsigned int sch_add_task(void ( * pfunction)( delay, period, delcounter, prdortemp) 添加任務(wù)函數(shù)首先開始檢查任務(wù)隊(duì)列stask sch_tasks_g[sch_max_tasks]記錄所有任務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的全局變量哪一個空閑,然后將所添加任務(wù)的地址,延時執(zhí)行時標(biāo)數(shù),周期時標(biāo)數(shù),任務(wù)運(yùn)行次數(shù),周期任務(wù)指示標(biāo)志賦給任務(wù)隊(duì)列那一個空閑全局變量。再記錄下當(dāng)前任務(wù)索引變量,以便在需要的情況下賦給任務(wù)自身索引變量,對任務(wù)進(jìn)行跟蹤。
(4) 刪除任務(wù)的函數(shù) void sch_del_task(const unsigned int task_index) 刪除任務(wù)函數(shù)從 task_index得到所要刪除任務(wù)的任務(wù)索引變量。然后將對應(yīng)的任務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的全局變量清除。刪除任務(wù)時,對應(yīng)的任務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的全局變量的內(nèi)容清除,但變量并沒有撤銷,當(dāng)再次執(zhí)行添加任務(wù)函數(shù)時,此任務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的全局變量有可能分配給其他任務(wù)?! 。?) 刷新函數(shù) void sch_update(void) 刷新函數(shù)是調(diào)度器的中斷服務(wù)程序,用一定的時間間隔刷新調(diào)度器。它是由定時器溢出激活的,刷新函數(shù)并不復(fù)雜。當(dāng)刷新函數(shù)確定某個任務(wù)需要運(yùn)行時,將這個任務(wù)runme標(biāo)志加一,然后該任務(wù)將由調(diào)度函數(shù)執(zhí)行。刷新函數(shù)的執(zhí)行流程如圖1所示?! 。?) 調(diào)度函數(shù) void sch_dispatch_tas