介紹一種實時操作系統DSP/BIOS

德州儀器新推出的DSPC6400系列最高運行時鐘可以達到1.1GHz，運算能力可以達到8800MIPS。如何充分發揮DSP的這種性能優勢，對軟件提出了很高的要求。首先為了降低系統成本，就要求將許多以前用硬件實現的功能軟件化，原來由多個DSP完成的工作由一塊DSP完成，DSP要能夠同時完成多個相同或不同的任務而相互之間沒有影響。其次為了產品的維護和升級，要求軟件盡可能地模塊化，使用高級語言如C來編程，有統一的接口API。所有這些新的要求，都需要使用實時操作系統。以往直接將應用程序運行于裸機之上的作法顯然已經不再適用了。德州儀器推出的DSP/BIOS技術正是基于其多年從事DSP研制生產的經驗，為開發者量身定做的一個優秀軟件平臺。　　更可貴的是該操作系統是免費的，這為眾多的中小用戶使用DSP打開了方便之門。
1　實時操作系統
　　簡單地說，實時操作系統與一般意義上的操作系統(如Windows、　　Unix等)的主要差別就在于實時操作系統提供了一種機制，使得運行于其上的應用程序都能夠滿足實時性的要求。　　在Windows中常見的沙漏現象(即用戶等待現象)在實時系統中是絕對不允許的。因為這可能造成通訊中斷，馬達損毀等災難性的結果。　　DSP/BIOS是特別針對實時系統，運行于德州儀器C5000，C6000系列的DSP之上的一個實時操作系統。　　DSP/BIOS實際上是一個可調用的系統模塊API的集合。以下就各個模塊分別加以介紹。
2　LOG
　　在開發的時候通常需要使用printf()來顯示當前狀態。但是printf()是非常花費時間的函數、而且不具有實時性。因為DSP需要對顯示的數據進行分析，整理成合適的顯示格式，并調用輸出顯示模塊。所以在一個實時性要求很高的應用中，對printf()的調用可能會使系統根本無法滿足實時要求。在DSP/BIOS中引入了一個相應的函數LOG_printf()。該函數是LOG對象的一個方法(或調用函數〕。LOG對象本質上是一個32bit的整形數，其高低16bit分別代表要顯示的兩個數據。例1是分別使用printf()和LOG_printf()作比較的示范程序:
　　#include　　＜stdio.h＞　　
　　/*　　Header　　files　　needed　　for　　DSP　　BIOS　　*/
　　#include　　＜std.h＞
　　#include　　＜log.h＞

　　/*　　functions　　*/
　　void　　func_printf();
　　void　　func_LOG_printf();
　　
　　/*　　Objects　　created　　by　　the　　Configuration　　Tool　　*/
　　extern　　LOG_Obj　　logTrace;
　　/*
　　*＝＝＝＝＝＝＝＝　　main　　＝＝＝＝＝＝＝＝
　　*/
　　void　　main　　()
　　{
　　return;
　　}

　　void　　func_printf(int　　time)
　　{
　　printf(″Strart　　printf　　demon″);　
　　printf(″Current　　time＝%d　　n″　　、　　time);
　　printf(″End　　printf　　demon″);
　　return;
　　}

　　void　　func_LOG_printf(int　　time)
　　{
　　LOG_printf(logTrace、″Strart　　LOG_printf　　demon″);
　　LOG_printf(logTrace、　　　　″Current　　time＝%d　　n″　　、　　time);
　　LOG_printf(logTrace、　　″End　　LOG_printf　　demon″);
　　return;
　　}
　　func_printf()和func_LOG_printf()由DSP內時鐘控制每100ms周期性地分別調用一次。通過對printf()和LOG_printf()運行時間作比較發現，在C6211運行在150MHz的情況下，printf()需花費4000個周期約26.7μs，LOG_printf()只花費36個周期約0.24μs。printf()比LOG_printf()多開銷100倍以上的時間，因此LOG_printf()對于實時地顯示一些運行狀態是非常有幫助的。而且對于熟悉C語言的開發者來說，LOG_printf()的調用格式幾乎與printf()完全一樣。