CN1280728C - 一种数字信号处理系统的调试方法 - Google Patents

Abstract

一种数字信号处理系统的调试方法，用于主机启动方式的数字信号处理系统的调试，该数字信号处理系统的调试环境包括：一调试用计算机，一被调试目标板；该被调试目标板是一块单板，其包括：一主机，一闪存，一主机存储器，一数字信号处理系统，一数字信号处理存储器；所述调试方法使用DSP的编译工具对DSP运行程序工程编译连接，生成可以通过仿真器下载的目标文件以及其他附属文件，再通过转换工具将该相关文件转换为一个能够包含在主机工程的数据文件格式，然后该数据文件和主机的工程一起进行编译。该调试方法在主机启动方式下的DSP系统中，不用每次重复烧DSP系统的版本即可实现工作主机和DSP系统之间的调试工作。

Description

一种数字信号处理系统的调试方法

技术领域

本发明涉及在嵌入式通信系统中对数字信号处理系统(DigitalSignal Process，以下简称DSP系统)进行调试的一种方法，更具体地说，是涉及一种对采用主机启动工作方式的DSP系统进行调试的一种调试方法。

背景技术

在各种通信系统和智能终端系统中，DSP系统广泛地应用于图像、语音等编解码处理操作以及一般的网络处理操作中。一般来说在各种系统中DSP系统的工作方式有两种：EPROM启动工作方式和主机启动工作方式。

在EPROM启动工作方式下，DSP系统的运行程序版本直接烧在EPROM中，DSP以及外部存放程序的EPROM形成一个独立系统，无需其他主机的干预即可运行。在这种情况下，系统启动速度较快，且成本较低，可靠性高。但由于DSP运行程序是固定烧在EPROM中，因此当DSP系统运行程序版本升级时，需要重新烧EPROM，灵活性低。在一般的考虑成本和可靠性的小型嵌入式系统中往往采用这种方式。

在主机启动工作方式下，DSP系统的运行需要外部主机的参与，提供DSP系统的运行程序，并控制DSP系统的运行以及复位。这样，DSP系统运行程序版本升级时可以实现在线升级，灵活性大大增强。对于目前日益复杂的大型通信系统来说，其中的DSP系统运行程序也非常复杂，因此上述的版本管理的灵活性正是所需要的。

对于主机启动工作方式下的DSP系统的调试过程一般步骤如下：先通过DSP的仿真器调试DSP系统的运行程序版本；然后调试主机和DSP系统的接口功能；最后调试主机下载DSP系统版本以及主机和DSP系统之间的交互。最后一步相当重要，它的成功意味着主机和DSP系统作为整个系统的整体运行的成功。在一般调试流程中采用的方法有两种：一是将DSP系统运行版本程序代码烧录在主机能访问到的外部非易失性存储器(NVM，Non Volatile Memory)中，这种方法的缺点是：当DSP系统运行程序版本功能上不够完善，稳定性还不够的情况下，可能面临经常要更改DSP系统的运行程序的问题，这样每次都要重复烧DSP系统的运行程序版本，耗时较长，调试效率低下。同时，由于一般的非易失性存储器芯片的烧录次数有限，从而在一定程度上也增加了调试成本。另外可能由于非易失性存储器芯片的故障降低了调试过程的可靠性。如果系统中非易失性存储器不能通过烧录器烧录数据，那么只能采用方式二，即需要另外一个系统模拟存放DSP运行程序版本，通过和本系统主机进行通讯，传输DSP系统运行程序版本到本系统的主机的内存中，再下载到DSP系统中。但这在系统调试初期往往不具备该条件，而且这也增加了调试的复杂性。

发明内容

本发明目的在于提供一种数字信号处理系统的调试方法，该调试方法为一种调试DSP系统运行程序版本下载的方法，其采用以下技术步骤：首先使用DSP的编译工具对DSP运行程序工程编译连接，生成可以通过仿真器下载的目标文件以及其他附属文件，再通过转换工具将该相关文件转换为一个能够包含在主机工程的数据文件格式，然后该数据文件和主机的工程一起进行编译，原主机代码中下载DSP运行程序版本部分，引用该数据文件即可实现下载DSP运行程序版本。该调试方法在主机启动方式下的DSP系统中，不用每次重复烧DSP系统的版本即可实现工作主机和DSP系统之间的调试工作。

本发明的技术方案为：

一种数字信号处理系统的调试方法，用于主机启动方式的数字信号处理系统的调试，该数字信号处理系统的调试环境包括：一调试用计算机，一被调试目标板；该被调试目标板是一块单板，其包括：一主机，一闪存，一主机存储器，一数字信号处理系统，一数字信号处理存储器；在所述被调试目标板上所述主机与所述调试计算机直接通讯连接，该主机并与所述闪存，所述主机存储器通讯连接，该主机还通过主机接口与所述数字信号处理系统通讯连接，该数字信号处理系统通讯连接有所述数字信号处理存储器；该调试方法包括：

步骤a：在初始阶段，建立对应所述数字信号处理系统的工程，利用所述调试用计算机上的数字信号处理调试环境进行编译连接，生成可供仿真器下载的目标文件；

步骤b：在所述调试用计算机上使用一转换工具将步骤a生成的目标文件转换为数据文件格式，在该文件中，所述数字信号处理系统的运行程序版本以一个主机工程可识别访问的形式存在；

步骤c：在所述调试用计算机上，打开所述主机的调试环境中的调试工程，所述工程包括多个相关的源文件，所有源文件经编译连接后共同形成一个特定功能的目标文件，将所述步骤b转换生成的数据文件包含到所述主机的调试工程中，并在调试工程的代码中对该数据文件中包含的所述数字信号处理系统的运行程序版本进行引用；

步骤d：在所述调试用计算机上，对所述主机的调试工程进行编译连接，生成目标代码，通过所述调试用计算机和所述被调试目标单板连接的通讯口下载到所述主机中运行。

2、根据权利要求1所述的调试方法，其中，所述调试方法还包括以下步骤：

步骤e：在该主机运行过程中，该主机首先复位所述数字信号处理系统，然后直接引用所述数据文件中包含的该数字信号处理系统的运行程序版本，写入到所述数字信号处理系统中；

步骤f：在所述主机把所述数据文件中的最后一个数据块写入到所述数字信号处理系统中后，判断所述数字信号处理系统以及整个系统是否正常运行；

步骤g：如果该数字信号处理系统工作不正常，则需要修改数字信号处理系统的调试工程代码以及所述主机的调试工程相关代码，返回步骤a重复操作调试直至整个系统运行正常；

步骤h：如果该数字信号处理系统工作如预期目标，则调试流程结束；生成并提供正式的数字信号处理系统运行程序版本供下载使用。

3、根据权利要求2所述的调试方法，其中，所述步骤b中的转换工具的步骤包括：

步骤b1：所述转换工具处理输入参数，所述输入参数包括命令行或者图形界面提供的输入参数；

步骤b2：由所述转换工具打开由输入参数提供的数字信号处理工程目标输入文件，扫描输入文件数据流，获取各基本数据块的基本信息，并记录在摘要列表中，供写输出文件使用；

步骤b3：所述转换工具读取各数据块的具体内容，并根据输入输出参数选项确定的转换方式进行转换，转换成所述主机能够识别的格式，并将转换后的数据记录下来；

步骤b4：所述转换工具打开输入参数确定的输出目标文件，将所述步骤b2生成的数据块信息摘要列表写入到该输出目标文件的开始处；

步骤b5：所述转换工具将所述步骤b3产生并记录的转换后的数据信息，按照各数据块分类写入所述输出目标文件；

步骤b6：最后，写入结束标志，以便主机能够知道数据块的结束位置。

4、根据权利要求3所述的调试方法，其中，所述步骤b3中所述转换工具获取的输入参数包括输入输出文件名称，输出文件格式，存储器宽度选项信息。

本发明的目的是为了克服了一般调试方法中存在的由于需要重新烧录DSP系统运行程序版本造成的效率低下、因非易失性存储器芯片带来的可靠性低以及调试成本较高的缺点，避免了由于烧录DSP系统的运行程序版本出差错而影响调试的缺陷，解决了现有技术方法中存在的调试效率低、可靠性低以及调试成本较高等问题。同时不需要其他系统的配合协调工作，使得调试环境的复杂性得到了降低，相应地也提高了调试过程的可靠性。

附图说明

下面参考附图并结合本发明的一较佳实施例对本发明的技术方案及其有益效果进行详细说明：

附图中，

图1是本发明调试方法的采用主机启动方式的DSP系统的调试环境的一般框图；

图2是本发明调试方法的采用主机启动方式的DSP系统的一般调试流程图；

图3是本发明调试方法中的转换工具的一般工作原理流程图；

图4是本发明调试方法应用于MSC8101的运行程序版本数据块(非最后一块)的结构示意图；

图5是本发明调试方法应用于MSC8101的运行程序版本数据块(最后一块)的结构示意图；

图6是本发明调试方法将MSC8101相关输出文件转换为C头文件格式的转换工具工作原理图；

图7是本发明调试方法的MSC8101的运行程序版本代码数据文件示例图；

图8是本发明调试方法的主机下载MSC8101的运行程序版本数据块流程示意图。

具体实施方式

下文将对本发明进行详细说明，但须注意所有对该具体实施例的说明不能理解为对本发明专利保护范围的限制。

如图1所示的，为本发明的数字信号处理系统的调试方法的一个典型的采用主机启动方式的DSP系统调试环境结构框图，该调试环境由以下几部分组成：调试用计算机1a，被调试目标板1b；该被调试目标板1b是一块单板，和所述调试用计算机1a相通讯连接，其由以下几部分组成：一主机1c，一闪存1d，一主机存储器1e，一DSP系统1f，一DSP存储器1g。在所述被调试目标板1b上所述主机1c与所述调试计算机1a直接通讯连接，该主机1c并与所述闪存1d，所述主机存储器1e通讯连接，该主机1c还通过主机接口与所述DSP系统1f通讯连接，该DSP系统1f通讯连接有所述DSP存储器1g。

各组成部分的工作原理如下：

所述调试用计算机1a和所述被调试目标板1b相通讯连接，在所述调试用计算机上安装有调试所述主机1c的软件环境(包括主机1c的编译器，调试环境等)，调试所述DSP系统1f的软件环境(包括所述DSP系统1f的编译器和调试环境等)。所述调试用计算机1a负责编译所述被调试目标板1b上的所述主机1c的运行程序版本，提供下载和调试。

所述调试用计算机1a还负责编译所述DSP系统的运行程序版本，在该DSP系统的运行程序版本还没有稳定前，提供通过仿真器下载的目标代码供调试用；在该DSP系统的运行程序版本稳定后，所述调试用计算机1a还负责将目标代码转换为数据文件。

所述主机1c是该单板的主控单元，通过通讯接口和所述调试用计算机1a相通讯连接，实现所述主机1c的运行程序版本下载和调试通路；其通过所述DSP系统的主机接口和所述DSP系统1f相连，实现该DSP系统的运行程序版本下载和管理。

所述闪存1d和所述主机1c相通讯连接，在采用现有技术的方法调试时，该闪存1d用来存放所述DSP系统1f的运行程序版本，当该版本升级时，需要对其重新烧录。

所述主机存储器1e和所述主机1c相连，供存放所述主机1c的运行程序版本在已经运行过程中存放数据使用。当采用本发明的调试方法进行调试时，所述DSP系统的运行程序版本也放在主机存储器1e中。

所述DSP系统1f通过主机接口和所述主机1c相通讯连接，通过主机接口从该主机1c获取运行程序版本，并且在运行过程中和该主机1c通讯。

所述DSP存储器1g和所述DSP系统1f相通讯连接，以供该DSP系统1f在运行时存放数据。

如图2所示的，为本发明的数字信号处理系统的调试方法中在采用主机启动方式的DSP系统调试的一般流程示意图，其中各步骤说明如下：

步骤2a：在初始阶段，要建立对应所述DSP系统的工程，这里的工程是由多个相关的源文件和头文件组成，一个工程内的所有源文件经编译连接后共同形成一个特定功能的目标文件，利用所述调试用计算机1a上的DSP调试环境进行编译连接，生成可供仿真器下载的目标文件。

步骤2b：在所述调试用计算机1a上使用转换工具将步骤2a生成的目标文件转换为数据文件格式，在该文件中，所述DSP系统的运行程序版本以一个主机工程可识别访问的形式存在。

步骤2c：在所述调试用计算机1a上，打开所述主机1c的调试环境中的调试工程，将所述步骤2b转换生成的数据文件包含到所述主机1c的调试工程中，并在调试工程的代码中对该数据文件中包含的所述DSP系统的运行程序版本进行引用。

步骤2d：在所述调试用计算机1a上，对所述主机1c的调试工程进行编译连接，生成目标代码，通过所述调试用计算机1a和所述被调试目标单板1b直接的通讯口下载到所述主机1c中运行。

步骤2e：在该主机1c运行过程中，该主机1c首先复位所述DSP系统，然后直接引用所述数据文件中包含的该DSP系统的运行程序版本，写入到所述DSP系统内部程序存储器中。

步骤2f：在所述主机1c把所述数据文件中的最后一个数据块写入到所述DSP系统中后，判断所述DSP系统以及整个系统是否正常运行。

步骤2g：如果该DSP系统工作不正常，则需要修改DSP系统的调试工程代码以及所述主机1c的调试工程相关代码，返回步骤2a重复操作调试直至整个系统运行正常。

步骤2h：如果该DSP系统工作如预期目标，则调试流程结束。生成并提供正式的DSP系统运行程序版本供下载使用。

如图3所示为本发明的数字信号处理系统的调试方法中所述转换工具的工作原理的一般流程示意图，其中各步骤说明如下：

步骤3a：所述转换工具处理输入参数，可以是命令行或者图形界面提供的输入参数，一般指出本次处理相关选项，比如输入所述DSP系统的运行程序版本编译后的目标文件名称，输出目标文件名称，输出目标文件格式，数据格式等等。

步骤3b：由所述转换工具打开由输入参数提供的DSP工程目标输入文件，扫描输入文件数据流，获取各基本数据块的基本信息，并记录在摘要列表中，供写输出文件使用。

步骤3c：所述转换工具读取各数据块的具体内容，并根据输入输出参数选项确定的转换方式进行转换，转换成所述主机1c能够识别的格式，并将转换后的数据记录下来。

步骤3d：所述转换工具打开输入参数确定的输出目标文件，将所述步骤3b生成的数据块信息摘要列表写入到该输出目标文件的开始处，以方便阅读。

步骤3e：所述转换工具将所述步骤3c产生并记录的转换后的数据信息，按照各数据块分类写入所述输出目标文件。

步骤3f：最后，写入结束标志，以便主机能够知道数据块的结束位置。

以下以Motorola公司的高性能DSP系统的处理器MSC8101为一较佳实施例对本发明进行详细说明。

如图4所示的，为该MSC8101处理器的运行程序版本非最后一块数据块的结构示意图，其包含数据块的长度，该数据块的长度不含目的地址，校验和以及校验和补本身，数据块的目的地址(指该数据块在MSC8101内部的存放地址)，数据块具体内容，数据块校验和以及数据块校验和补。由于该MSC8101处理器的主机接口传输特性限制，每个数据块总长度(包括长度，目的地址，校验和以及校验和补)必须是8字节的整数倍。

如图5所示为所述MSC8101处理器的运行程序版本最后一个数据块的结构示意图，该数据块无数据块具体内容，数据块的目的地址和长度均为0，另外检验和补的位置在校验和之前，这和正常数据块中位置相反。最后一个数据块的标志就是长度指示为0。以此来标识最后一个数据块。

如图6所示的，为本发明的数字信号处理系统的调试方法将所述MSC8101处理器的工程编译连接输出的DMP文件转换为C头文件的一个转换工具的工作原理，其中各步骤说明如下：

步骤6a：首先所述转换工具获取输入参数信息，包括输入输出文件名称，输出文件格式，存储器宽度选项等信息。

步骤6b：所述转换工具判断输入的各项参数格式是否正确，信息是否完整(比如没有给出输出文件名称等)，如果不正确或不完整，则跳至步骤6d。否则继续步骤6c。

步骤6c：如果输入参数格式和内容正确，则判断输入文件是否存在，输出文件是否能够正常创建，如果不能，则跳至步骤6d。否则继续步骤6e。

步骤6d：输出约定的帮助信息，包括输入参数列表，并给出具体含义的解释和帮助后，流程结束。

步骤6e：打开输入文件，并创建好输出文件，对输出文件进行预处理，加上一般统计信息，输出一般信息如标题等。

步骤6f：对输入文件进行预扫描，获取文件头部罗列的各数据块的基本信息，包括目的地址，长度等等，保存在临时缓冲区内。

步骤6g：读取各数据块一个单元块内容，根据存储器宽度，将内容转换为C头文件数组格式，并写入输出文件。

步骤6h：判断一个数据块的长度是否为指定存储器宽度的整数倍，不是则至步骤6i，是则至步骤6j。

步骤6i：根据所缺字节数，补0。然后至步骤6j。

步骤6j：计算该数据块的整个校验和，写入输出文件。

步骤6k：判断是否输入文件中的所有数据块全部转换完毕，是则至步骤61，否则返回步骤6g继续转换。

步骤6l：写入最后一个数据块，即结束标志数据块。该数据块的目的地址，长度，内容及校验和均为0，校验和补为0xFFFF，然后结束。

如图7所示的，为本发明的数字信号处理系统的调试方法中一个使用转换工具生成的一个典型的包含MSC8101的运行程序版本程序数组的C头文件。该头文件按数据块结构分成多个段，每个段首是该数据块的长度7a和下载到所述DSP系统内部的目的地址7b，每个段尾是该数据块的校验和7c和校验和补7d。最后一个代码的长度为0，目的地址也为0，和其他段不同的是校验和7e和检验和补7f的相对位置不同。其他段是校验和在前，校验和补在后，而最后一个数据块校验和在后，校验和补在前。

如图8所示的为本发明调试方法中所述主机1c下载所述MSC8101处理器的运行程序版本数据块的流程图，其中各步骤说明如下：

步骤8a：在初始阶段，所述主机1c对所述MSC8101处理器复位并初始化该MSC8101处理器的主机接口HDI的硬件寄存器，定义了主机接口工作方式等。

步骤8b：从C头文件中引用数组中的一个数据块，获取长度和目的地址信息。

步骤8c：判断获取的一个数据块的长度和目的地址是否在合法范围之内。如果在合法范围之内，则跳至步骤8d，否则跳至步骤8i，并向系统报错。

步骤8d：将获取的长度和目的地址信息写入到所述MSC8101处理器中，并调整引用数据块的指针。

步骤8e：将该数据块的具体内容以及校验和和校验和补写入到所述MSC8101处理器中。

步骤8f：然后判断该MSC8101处理器的返回标志，是否有校验和错误返回。如果有跳至步骤8i，向系统报错。如果没有，则继续步骤8g。

步骤8g：判断所述数据块的长度是否为0。如果是，则该数据块为最后一个，跳至步骤8h。如果不为0，则所述MSC8101处理器的运行程序版本还没有下载完，返回步骤8b。

步骤8h：下载完最后一个数据块后，判断所述MSC8101处理器的返回标志，是否已经正常运行。如果正常运行，则下载结束。如果没有正常运行，跳至步骤8i，向系统报错。

步骤8i：通过指示灯指示，或者通过主机接口通知所述主机1c，报告有错误产生。

综上所述，利用本发明提供的DSP系统运行程序版本下载调试方法，可以不需要其他模拟存放所述DSP系统的运行程序版本系统的配合，也不需要反复烧录FLASH芯片，也避免了因FLASH芯片带来的成本问题。显然，本发明提供的方法提高了调试的效率和可靠性，降低了调试成本。

应当指出的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其具体实施例做出各种可能的等同改变或替换，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1、一种数字信号处理系统的调试方法，用于主机启动方式的数字信号处理系统的调试，该数字信号处理系统的调试环境包括：一调试用计算机，一被调试目标板；该被调试目标板是一块单板，其包括：一主机，一闪存，一主机存储器，一数字信号处理系统，一数字信号处理存储器；在所述被调试目标板上所述主机与所述调试用计算机直接通讯连接，该主机并与所述闪存，所述主机存储器通讯连接，该主机还通过主机接口与所述数字信号处理系统通讯连接，该数字信号处理系统通讯连接有所述数字信号处理存储器；该调试方法包括：

步骤a：在初始阶段，建立对应所述数字信号处理系统的工程，所述工程包括多个相关的源文件，所有源文件经编译连接后共同形成一个特定功能的目标文件，利用所述调试用计算机上的数字信号处理调试环境进行编译连接，生成可供仿真器下载的目标文件；

步骤b：在所述调试用计算机上使用一转换工具将步骤a生成的目标文件转换为数据文件格式，在该文件中，所述数字信号处理系统的运行程序版本以一个主机工程可识别访问的形式存在；

步骤c：在所述调试用计算机上，打开所述主机的调试环境中的调试工程，将所述步骤b转换生成的数据文件包含到所述主机的调试工程中，并在调试工程的代码中对该数据文件中包含的所述数字信号处理系统的运行程序版本进行引用；

步骤d：在所述调试用计算机上，对所述主机的调试工程进行编译连接，生成目标代码，通过所述调试用计算机和所述被调试目标板连接的通讯口下载到所述主机中运行。

2、根据权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述调试方法还包括以下步骤：

步骤e：在该主机运行过程中，该主机首先复位所述数字信号处理系统，然后直接引用所述数据文件中包含的该数字信号处理系统的运行程序版本，写入到所述数字信号处理系统中；

步骤f：在所述主机把所述数据文件中的最后一个数据块写入到所述数字信号处理系统中后，判断所述数字信号处理系统以及整个系统是否正常运行；

步骤g：如果该数字信号处理系统工作不正常，则需要修改数字信号处理系统的调试工程代码以及所述主机的调试工程相关代码，返回步骤a重复操作调试直至数字信号处理系统的调试环境运行正常；

步骤h：如果该数字信号处理系统工作如预期目标，则调试流程结束；生成并提供正式的数字信号处理系统运行程序版本供下载使用。

3、根据权利要求2所述的调试方法，其特征在于，所述步骤b中的转换工具的步骤包括：

步骤b1：所述转换工具处理输入参数，所述输入参数包括命令行或者图形界面提供的输入参数；

步骤b2：由所述转换工具打开由输入参数提供的数字信号处理工程目标输入文件，扫描输入文件数据流，获取各基本数据块的基本信息，并记录在摘要列表中，供写输出文件使用；

步骤b3：所述转换工具读取各数据块的具体内容，并根据输入输出参数选项确定的转换方式进行转换，转换成所述主机能够识别的格式，并将转换后的数据记录下来；

步骤b4：所述转换工具打开输入参数确定的输出目标文件，将所述步骤b3生成的数据块信息摘要列表写入到该输出目标文件的开始处；

步骤b5：所述转换工具将所述步骤b3产生并记录的转换后的数据信息，按照各数据块分类写入所述输出目标文件；

步骤b6：最后，写入结束标志，以便主机能够知道数据块的结束位置。

4、根据权利要求3所述的调试方法，其特征在于，所述步骤b3中所述转换工具获取的输入参数包括输入输出文件名称，输出文件格式，存储器宽度选项信息。

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