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ADSP-TS101S嵌入式系统的混合编程设计方案分析
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2017-10-21
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ADSP-TS101S是美国ADI公司推出的一款具有极高性能的数字信号处理器（DSP）芯片，其专为大信号处理任务和通信应用进行了结构上的优化设计，在嵌人式信号处理中得到广泛应用。ADSP-TS101S的软件设计可以采用汇编语言、高级语言（C/C ）或高级语言与汇编语言混合编程。完全采用汇编编程，执行效率高，但对于复杂算法编写难度大，开发周期长，可读性和可移植性差；而完全采用C编程虽然可以弥补汇编的缺陷，但是程序的执行效率相对较低，大概只有汇编程序的10％～20％，对于实时性要求很高的处理，如雷达信号处理，很难满足要求。采用混合语言编程，用c语言构建框架，用汇编完成运算量较大的核心处理模块及硬件底层管理，就可以把两者的优点有效地结合起来。C和汇编语言的混合编程有三种形式：一是对C程序编译后形成的汇编程序进行手工修改与优化；二是直接在C代码中插入汇编语句，只需在汇编语句两边加上双引号和括号，在括号前面加上标识“asm“，如asm（“汇编语句”）；三是分别编写C程序和汇编程序，再独立编译成目标代码模块链接。第一种方法对程序可读性负面影响较大。第二种方法适用于C与汇编效率差异较大的情况，如进入中断的中断子程序等。第三种方法最常用，需要遵循一些规定的接口规范和标准。
1 混合编程的接口规范和标准
①在C／C 环境下，TigerSHARC定义了一套严格的寄存器规则，它分为三类：
第一类是保留寄存器，j16～j25、k16～k25、xr24～xr31、yr24～yr31，共40个，作为编译系统库函数专门使用的寄存器。编写程序时应避免使用这些寄存器，以免误改了系统库函数。若在子程序中使用到，必须在被调用时保存，调用完后释放。
第二类是堆栈专用寄存器，k26、27和j26、j27四个，这些寄存器在调用时都需要保护。
第三类是高速暂存寄存器，包括除了以上两类寄存器以外的所有寄存器。用法和汇编中的普通寄存器是一样的，使用前不需要保存寄存器内容。
在默认情况下，cjmp寄存器用作存放被调函数的返回地址，但在嵌套调用中，这个值会被修改。为了保证安全返回，一般把返回地址存放在堆栈顶偏移地址为0的地方。
函数调用有时需要参数传递，通常，若参数少于5个，则通过寄存器传递，如表1所列。
如果在C／C 调用函数中作了正确的函数返回声明，则被调用的汇编函数可使用寄存器j8、xr8和xr9返回有效值。j8用于返回整数或地址；xr9：8可提供双字结果返回。若返回值大于2个字长，则必须为它们分配存储空间，令j8为返回值，指向该空间的首地址即可。
②在C／C 中声明的全局变量及函数，汇编中加“一”前缀才能使用；在汇编中的对象必须用”一”前缀命名，并用．g10bal声明为全局变量，才可在C／C 中访问到。具体格式如表2所列。
1 混合编程的接口规范和标准
①在C／C 环境下，TigerSHARC定义了一套严格的寄存器规则，它分为三类：
第一类是保留寄存器，j16～j25、k16～k25、xr24～xr31、yr24～yr31，共40个，作为编译系统库函数专门使用的寄存器。编写程序时应避免使用这些寄存器，以免误改了系统库函数。若在子程序中使用到，必须在被调用时保存，调用完后释放。
第二类是堆栈专用寄存器，k26、27和j26、j27四个，这些寄存器在调用时都需要保护。
第三类是高速暂存寄存器，包括除了以上两类寄存器以外的所有寄存器。用法和汇编中的普通寄存器是一样的，使用前不需要保存寄存器内容。
在默认情况下，cjmp寄存器用作存放被调函数的返回地址，但在嵌套调用中，这个值会被修改。为了保证安全返回，一般把返回地址存放在堆栈顶偏移地址为0的地方。
函数调用有时需要参数传递，通常，若参数少于5个，则通过寄存器传递，如表1所列。
如果在C／C 调用函数中作了正确的函数返回声明，则被调用的汇编函数可使用寄存器j8、xr8和xr9返回有效值。j8用于返回整数或地址；xr9：8可提供双字结果返回。若返回值大于2个字长，则必须为它们分配存储空间，令j8为返回值，指向该空间的首地址即可。
②在C／C 中声明的全局变量及函数，汇编中加“一”前缀才能使用；在汇编中的对象必须用”一”前缀命名，并用．g10bal声明为全局变量，才可在C／C 中访问到。具体格式如表2所列。
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