写给TI_6000系列DSP初学者

vipjph

我的经历
       错过第一次学习机会
       我2000年进入大学，专业通信工程。入学的时候成绩不错，还拿过一等奖学金，自以为自己很聪明。当时我们学院有个科技协会，简称科协，那时的科协会长是个大四的学兄，秃顶，给人印象深刻，感觉他很厉害，就入了科协，第一堂课是用555做个流水灯，科协已经把印制板做好，我只用把器件焊上去就行了，灯是亮了很好玩，于是自己琢磨电路的原理，那时是个刚入学的小子，什么也不懂，看那东西根本搞不懂，感觉太难了，后来慢慢就不去参加活动，再后来放弃了。
       现在想想那个时候太轻言放弃了，包括后来大学里自学51单片机、学FPGA都是只浅尝则止，而没有持之以恒，以至于后来错过了很多很多机会。所以在这里要告诉大家，也告诉我自己，学技术一定要坚持，不管碰到什么困难，绝不能轻言放弃，坚持就会有进步，就像长跑，总有几个困难点，坚持过去就觉得不是那么困难，水平才会有提升。
        第一次使用C51
        说起这个，不得不感谢下我的一个大学室友，是他带我入门C51，第一次用protel画印制板，第一次申请免费样片、第一次编写调试程序，第一次使用示波器等等，这些都得归功于他的指导。
        时间过得很快，一转眼就大四了，想想自己大学游戏玩了三年，学业荒废，毕业设计这个机会一定要把握住，不然自己没什么资本找工作啊，于是在选题的时候选了个单片机的题目“基于DDS的信号发生器设计”。虽然之前接触过51、protel，不过那都是看看书而已，实际做起来什么都不会，我确定的方案是用C51去控制AD9853输出相应频率的波形，当然这里离不开键盘和LCD显示，AD9853是从AD公司申请的样片，那时我第一次知道还有免费午餐，大公司真的不错，记得当时TIdsp都可以申请，我就申请了一片6202，不过后来没那么容易申请了，这次我坚持了下来，一步一步地做，最终圆满完成了毕业设计。
        我是幸运的，因为身边就有个很好的老师，初学者大都没有这样的条件，即便如此，初学者还是应充分挖掘身边的资源，将它们都利用起来，这样你才能更接近成功。
        接触DSP
        2004毕业后我到一个研究所工作，我所在的部门是做视频跟踪器的，主要用DSP+FPGA，对我来说入鱼得水，因为我对这些东西很有兴趣。当时我的同事们用的还是TI C50DSP，这个很多人可能听都没听过，TI的DSP按时间大概经历了这几个系列，C25-C50-V33-2000-5000-6000，C50的功能很有限，只有汇编开发环境，因为功能简单，所以学起来也相对容易，加上我有51的基础，很快就上手了，一年半后部门器件换代直接换成了64xx，由于受C50的影响，我们开发还是习惯用汇编，2006年5月前后，我率先用C开发产品，取得了不错的效果。
        这当中我接触到了很多，由于我个人性格的原因，学什么都想学精，走了很多弯路。比如PCB刚开始用protel，后来发现它画复杂板子的时候不方便，于是学用allegro，后来又学SI；DSP也是，6000会用了想学2000、5000，后来发现自己很幼稚，其实一到二门精通了足以，学什么要注意学习理念，工具平台这些始终是外家功夫，要勤修内功。
总结及建议
       1）选好自己的工具和平台学DSP当然首先要选择一款DSP（这里主要说TI的DSP，AD公司的不熟这里就不说了）。如果是个人学习的话主要看个人需要和应用场合，比如做图像处理那当然首推TI6000了，初学者不必将DSP分出三六九等，各个系列没有明显的优劣，但有明确的应用领域，2000偏接口控制，5000偏语音，6000适合做大数据量信号处理，比如图像、雷达等等。初学者最好有个开发板，不然无异于纸上谈兵，2000、5000的开发板相对便宜，6000的就比较昂贵。
        就上手容易度来说，我个人觉得6000更易上手，6000的结构较2000、5000明了清晰，硬件上的条条框框比较少，你不需要看很多的硬件结构资料就能着手编程，这个大概是技术的进步吧。不过还是这句话，应用场合决定你的选择。
        2）自己先动手
        初学者如果会C语言语法，在看过一些资料后就可以着手写自己的第一个程序，如果写不出来，看看TI最初级的例程，完成自己第一个程序。我给我们单位新同事做6000培训的时候，给他们的第一个题目就是写一个程序让LED灯不停闪烁，这个灯可能接在GPIO上或者通过EMIF译码与FPGA配合控制（后者可能更有意义），更进一步的程序是控制闪烁的频率。我比较喜欢让他们用GPIO和EMIF，它们可能是6000里最简单和用的最多的外设了，它们是初学者最早要攻克的堡垒。
        初学者往往对硬件结构和软件的配合没有概念，对片内存储空间、片外存储空间、片上外设这些概念没有实在的理解，这些概念需要自己的反复的思考、反复的实验、反复的体会才能最终搞清楚，这些弄明白了你也就入门了。
        初学者比较忌讳看太多和太复杂的例程，看得太多你的思绪会比较乱，看得太复杂你会心浮气躁，复杂的例程一般它都有相对复杂的编程结构，这个初学者是很难体会到的，所以刚开始不要看，等你写了20到30个程序的时候再试着看相对复杂的例程。
        3）多动手
        这个不用多说了，光看不练假把式。
        4）片上外设
       这里拿DM642来说，我把常用的外设由简单到复杂排个序：GPIO-TIMER-EDMA-EMIF-I2C-MCASP-VideoPort-EMAC、MDIO，MCASP我没用过，不过看过资料感觉不复杂，我给初学者的建议是先把前面4个学清楚，可以先学GPIO这个真的是简单，刚开始不要急着用CSL，用汇编或是C写个程序让某个GPIO脚上输出波形，这样有助于理解片上外设以及有关的概念。前面4个明白了后面的具体用到再学，这个时候你可以看TI相应的例程，拿来用就可以。
        5）汇编、C和线性汇编
        现在开发6000的标准流程是先用C写，C的好处很多这里不说了，有太多的文章在论述，不过对于准备做优化的同志们来说，汇编不会也不行，用汇编相对于C更助于你理解6000的架构，很多初学者对C语言中用指针对某个空间操作不理解，用汇编写的话相对要好理解的多。
        大家不必对汇编心存畏惧，其实它也很简单，只不过它比较晦涩，用它开发整个系统的时间上的花费太多，不过关键算法的优化有时还是离不开它，TI目前还提供线性汇编，它是汇编和C的折中，兼备汇编的效率和C的易开发性。
        汇编和C都只是工具，关键还是你对架构的理解和编程理念，所以选择哪个都有道理，通过工具去探索架构而已。我个人觉得初学者主要应学习C，毕竟它是主流，可以用汇编写4-5个小程序，熟悉它的语法就行，日后用它做优化也不会什么都不知道，而且也助于对硬件架构的理解。
结束
        就写这么多了，一家之言，里面有很多废话，希望对初学者有点帮助，抛砖引玉，也希望高手们多多写出自已的经验。
优化一起放过来了~~~
关于优化我的经验是这样的
一、首先考虑从系统结构上优化，比如尽量减少待处理数据的无谓搬移，考虑你DSP片内存储量和每次处理数据量对系统结构优化，这部分的优化应该最早做；
二、其次从算法层面上着手，看采用的算法有没有更好更简单的计算方法，算法是否有某种对称性，可否采用更合适的数据结构等等，这方面的优化比程序上的优化更明显；
三、如果算法层面暂时无更好的优化办法，看看软件结构能否优化。
比如：
          1）多层的循环结构能否减层。我经常看到这样的程序：
              for(i = 0; i++; i A)
                  for(j = 0; j++ j B)
                  {
                        E[j]  = C[j] - D[j];
                  }
              这个可以优化成：
              for(i = 0; i++; iAB)
              {
                      E = C - D;
              }
             2） 关键循环结构中的条件、跳转指令应尽量避免，哪怕会增加一些循环次数，循环中没有条件指令优化器更容易优化；
             3）关键循环不要调用子函数
             其它还有一些，具体可以看看手册，手册上讲的很清楚
四、结合DSP系统的硬件结构优化
             1）看你处理的数据是放在片内还是片外，如果放在片外的话这个建议将数据分块分批倒入片内处理，类似于流水结构；
             2）针对外部数据可对L2 cache优化
五、结合DSP优化器、指令系统等进行优化
            这部分可以详细的看TI的手册，大概有这几个方法：
             1）优化选项，-o3 -pm 取消-g 等等这些选项，如果你的软件结构很好，那么它们的优化效果很明显；
             2）加一些优化指示符指导优化，这部分看手册，包括存储地址无关性，SIMD(单指令多数据处理)等等；
             3）用一些专用指令，比如6000提供饱和加、溢出减指令，可以不必用条件判断；
             4）如果效果还是不好，用线性汇编改写你的程序，将你的优化思想用线性汇编表述出来，一般到地步就可以了；
             5）如果线性汇编优化未能尽显你的优化思想，那就汇编吧，优化器不会再帮助你优化，完全是你自己控制程序了，自己做软件流水吧；
            这部分需要有比较丰富的优化经验和扎实的优化功底，多多积累，多看资料。
最后要重点说下：
            优化是没有止境的，在对程序对细致优化前要对程序每个部分测试下时间，对非常耗时的部分做优化，一但满足你的要求就可以，不要为了优化而优化，我们应该有更重要的东西要学，不要陷在优化上而不能自拔！！