介紹一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)ＤＳＰ／ＢＩＯＳ

摘要：德州儀器（ＴＩ）基于軟件開(kāi)發(fā)面臨的新的要求，推出了一種新型的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ＤＳＰ／ＢＩＯＳ。 運(yùn)行于該操作系統(tǒng)之上的應(yīng)用程序在開(kāi)發(fā)時(shí)間、軟件維護(hù)、升級(jí)等方面都有了極大的提高。針對(duì) ＤＳＰ／ＢＩＯＳ的主要性能加以介紹。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理器（ＤＳＰ） 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（ＢＩＯＳ）

德州儀器新推出的ＤＳＰＣ６４００系列最高運(yùn)行時(shí)鐘可以達(dá)到１．１ＧＨｚ，運(yùn)算能力可以達(dá)到８８００ＭＩＰＳ。如何充分發(fā)揮ＤＳＰ的這種性能優(yōu)勢(shì)，對(duì)軟件提出了很高的要求。首先為了降低系統(tǒng)成本，就要求將許多以前用硬件實(shí)現(xiàn)的功能軟件化，原來(lái)由多個(gè)ＤＳＰ完成的工作由一塊ＤＳＰ完成，ＤＳＰ要能夠同時(shí)完成多個(gè)相同或不同的任務(wù)而相互之間沒(méi)有影響。其次為了產(chǎn)品的維護(hù)和升級(jí)，要求軟件盡可能地模塊化，使用高級(jí)語(yǔ)言如Ｃ來(lái)編程，有統(tǒng)一的接口ＡＰＩ。所有這些新的要求，都需要使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。以往直接將應(yīng)用程序運(yùn)行于裸機(jī)之上的作法顯然已經(jīng)不再適用了。德州儀器推出的 ＤＳＰ／ＢＩＯＳ技術(shù)正是基于其多年從事ＤＳＰ研制生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，為開(kāi)發(fā)者量身定做的一個(gè)優(yōu)秀軟件平臺(tái)。 更可貴的是該操作系統(tǒng)是免費(fèi)的，這為眾多的中小用戶(hù)使用ＤＳＰ打開(kāi)了方便之門(mén)。

１ 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

簡(jiǎn)單地說(shuō)，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與一般意義上的操作系統(tǒng)（如Ｗｉｎｄｏｗｓ， Ｕｎｉｘ等）的主要差別就在于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提供了一種機(jī)制，使得運(yùn)行于其上的應(yīng)用程序都能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求。 在Ｗｉｎｄｏｗｓ中常見(jiàn)的沙漏現(xiàn)象（即用戶(hù)等待現(xiàn)象）在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中是絕對(duì)不允許的。因?yàn)檫@可能造成通訊中斷，馬達(dá)損毀等災(zāi)難性的結(jié)果。 ＤＳＰ／ＢＩＯＳ是特別針對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，運(yùn)行于德州儀器Ｃ５０００，Ｃ６０００系列的ＤＳＰ之上的一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 ＤＳＰ／ＢＩＯＳ實(shí)際上是一個(gè)可調(diào)用的系統(tǒng)模塊ＡＰＩ的集合。以下就各個(gè)模塊分別加以介紹。

２ ＬＯＧ

在開(kāi)發(fā)的時(shí)候通常需要使用ｐｒｉｎｔｆ（）來(lái)顯示當(dāng)前狀態(tài)。但是ｐｒｉｎｔｆ（）是非?；ㄙM(fèi)時(shí)間的函數(shù)而且不具有實(shí)時(shí)性。因?yàn)椋模樱行枰獙?duì)顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，整理成合適的顯示格式，并調(diào)用輸出顯示模塊。所以在一個(gè)實(shí)時(shí)性要求很高的應(yīng)用中，對(duì)ｐｒｉｎｔｆ（）的調(diào)用可能會(huì)使系統(tǒng)根本無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)要求。在ＤＳＰ／ＢＩＯＳ中引入了一個(gè)相應(yīng)的函數(shù)ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ（）。該函數(shù)是ＬＯＧ 對(duì)象的一個(gè)方法（或調(diào)用函數(shù)〕。ＬＯＧ對(duì)象本質(zhì)上是一個(gè)３２ｂｉｔ的整形數(shù)，其高低１６ｂｉｔ分別代表要顯示的兩個(gè)數(shù)據(jù)。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 ｄｅｍｏ＼ｎ″);

ｐｒｉｎｔｆ(″Ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｉｍｅ＝％ｄ ＼ｎ″ , ｔｉｍｅ);

ｐｒｉｎｔｆ(″Ｅｎｄ ｐｒｉｎｔｆ ｄｅｍｏ＼ｎ″);

ｒｅｔｕｒｎ;

}

ｖｏｉｄ ｆｕｎｃ＿ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ(ｉｎｔ ｔｉｍｅ)

{

ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ(＆ｌｏｇＴｒａｃｅ,″Ｓｔｒａｒｔ ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ ｄｅｍｏ＼ｎ″);

ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ(＆ｌｏｇＴｒａｃｅ, ″Ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｉｍｅ＝％ｄ ＼ｎ″  ｔｉｍｅ);

ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ(＆ｌｏｇＴｒａｃｅ, ″Ｅｎｄ ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ ｄｅｍｏ＼ｎ″);

ｒｅｔｕｒｎ;

}

ｆｕｎｃ＿ｐｒｉｎｔｆ()和ｆｕｎｃ＿ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ()由ＤＳＰ內(nèi)時(shí)鐘控制每１００ｍｓ周期性地分別調(diào)用一次。通過(guò)對(duì)ｐｒｉｎｔｆ()和ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ()運(yùn)行時(shí)間作比較發(fā)現(xiàn)，在Ｃ６２１１運(yùn)行在１５０ＭＨｚ的情況下，ｐｒｉｎｔｆ()需花費(fèi)４０００個(gè)周期約２６．７μs，LOG_printf()只花費(fèi)36個(gè)周期約0.24μｓ。ｐｒｉｎｔｆ（）比ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ（）多開(kāi)銷(xiāo)１００倍以上的時(shí)間，因此ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ（）對(duì)于實(shí)時(shí)地顯示一些運(yùn)行狀態(tài)是非常有幫助的。而且對(duì)于熟悉Ｃ語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，ＬＯＧ＿ｐｒｉｎｔｆ（）的調(diào)用格式幾乎與ｐｒｉｎｔｆ（）完全一樣。

３ ＳＴＳ

對(duì)一個(gè)軟件進(jìn)行分析優(yōu)化時(shí)，通常會(huì)用到ｐｒｏｆｉｌｅ的功能。但是在實(shí)時(shí)運(yùn)行的ＤＳＰ的環(huán)境中使用ｐｒｏｆｉｌｅ等效于加入了多個(gè)程序斷點(diǎn)。 由于現(xiàn)在的ＤＳＰ通常具有很深的流水線結(jié)構(gòu)來(lái)保證ＤＳＰ的高運(yùn)算能力，如德州儀器的Ｃ６０００系列的流水線長(zhǎng)度為１２級(jí)，程序斷點(diǎn)需要排空所有已經(jīng)進(jìn)入流水線的指令。這樣也就破壞了真正的運(yùn)行環(huán)境。同時(shí)ｐｒｏｆｉｌｅ還必須調(diào)用輸出模塊向主機(jī)傳遞時(shí)間信息。因此在ｐｒｏｆｉｌｅ的情況下真正的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境是沒(méi)有辦法得到保護(hù)的。ＤＳＰ／ＢＩＯＳ針對(duì)這種情況引入了一個(gè)統(tǒng)計(jì)模塊ＳＴＳ。ＳＴＳ對(duì)象只有４個(gè)數(shù)據(jù)Ｐｒｅｖｉｏｕｓ、Ｃｏｕｎｔ、Ｔｏｔａｌ和Ｍａｘ。調(diào)用的方法（ＡＰＩ）也只有４個(gè)，即ＳＴＳ＿ａｄｄ（）， ＳＴＳ＿ｓｅｔ（）， ＳＴＳ＿ｄｅｌｔａ（）和ＳＴＳ＿ｒｅｓｅｔ（）。這些ＡＰＩ對(duì)數(shù)據(jù)的操作功能如表１所示。

表1 STS模塊方法（API）的功能

如果要對(duì)某一段程序進(jìn)行分析時(shí)，只需在其前后調(diào)用ＳＴＳ＿ｓｅｔ和ＳＴＳ＿ｄｅｌｔａ就可以了。如例２使用ＳＴＳ測(cè)試程序段執(zhí)行周期如下：

／* Ｈｅａｄｅｒ ｆｉｌｅｓ ｎｅｅｄｅｄ ｆｏｒ ＤＳＰ ＢＩＯＳ *／

＃ｉｎｃｌｕｄｅ ＜ｓｔｓ．ｈ＞

＃ｉｎｃｌｕｄｅ ＜ｃｌｋ．ｈ＞

／* ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ *／

ｖｏｉｄ ｆｕｎｃ＿ｌｏａｄ（）；

／* Ｏｂｊｅｃｔｓ ｃｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｔｏｏｌ *／

ｅｘｔｅｒｎ ＳＴＳ＿Ｏｂｊ ｓｔｓＬｏａｄ；

／*

* ＝＝＝＝＝＝＝＝ ｍａｉｎ ＝＝＝＝＝＝＝＝

*／

ｖｏｉｄ ｍａｉｎ（）

{

／* ｆａｌｌ ｉｎｔｏ ＤＳＰ／ＢＩＯＳ ｉｄｌｅ ｌｏｏｐ *／

ｒｅｔｕｒｎ;

}

ｖｏｉｄ ｆｕｎｃ＿ｌｏａｄ()

{

ＳＴＳ＿ｓｅｔ(＆ｓｔｓＰｒｉｎｔｆ, ＣＬＫ＿ｇｅｔｈｔｉｍｅ());

／* 測(cè)試程序段 *／

．．．

ＳＴＳ＿ｄｅｌｔａ(＆ｓｔｓＰｒｉｎｔｆ, ＣＬＫ＿ｇｅｔｈｔｉｍｅ());

}

ｆｕｎｃ＿ｌｏａｄ()為一個(gè)中斷服務(wù)程序(ＩＳＲ)。在Ｃ６２１１，１５０ＭＨｚ的情況下，僅插入３３個(gè)周期，約０．２２μs。

４ 任務(wù)調(diào)度（ＨＷＩ／ＳＷＩ／ＴＳＫ）

一個(gè)操作系統(tǒng)的核心永遠(yuǎn)都是任務(wù)的調(diào)度。在ＤＳＰ／ＢＩＯＳ中任務(wù)的調(diào)度是通過(guò)ＨＷＩ、ＳＷＩ和 ＴＳＫ 三個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這三個(gè)模塊分別對(duì)應(yīng)于不同的調(diào)度方法。ＨＷＩ即硬件中斷。在 ＤＳＰ／ＢＩＯＳ中硬件中斷主要負(fù)責(zé)從外部設(shè)備中讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。由于硬件中斷直接與硬件打交道，所以對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序ＩＳＲ應(yīng)該盡可能地短小精悍。需要注意的是ＨＷＩ并不引起任務(wù)調(diào)度，因此在ＩＳＲ的入口和出口成對(duì)地調(diào)用＿ＨＷＩ＿ｅｎｔｅｒ（）和＿ＨＷＩ＿ｅｘｉｔ（）這兩個(gè)宏是必須的。ＨＷＩ在處理完數(shù)據(jù)的輸入輸出后調(diào)用ＳＷＩ＿ｐｏｓｔ（）來(lái)調(diào)度相應(yīng)的軟件中斷，ＳＷＩ來(lái)完成數(shù)據(jù)處理工作。ＳＷＩ是 ＤＳＰ／ＢＩＯＳ任務(wù)調(diào)度的核心，共有１４個(gè)優(yōu)先級(jí)，每個(gè)優(yōu)先級(jí)可以有多個(gè)任務(wù)。ＳＷＩ任務(wù)是搶斷式的，即高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)可以搶斷低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。但是ＳＷＩ任務(wù)是不可阻塞的。它的運(yùn)行狀態(tài)如圖１所示。

所有ＳＷＩ任務(wù)共享一個(gè)堆棧，ＳＷＩ任務(wù)只能在程序編制時(shí)預(yù)先定義好。ＤＳＰ／ＢＩＯＳ中對(duì)任務(wù)的動(dòng)態(tài)產(chǎn)生和對(duì)阻塞狀態(tài)的支持是通過(guò)ＴＳＫ模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。ＴＳＫ有１５個(gè)優(yōu)先級(jí)，也是可以搶斷的，但是每個(gè)ＴＳＫ任務(wù)使用獨(dú)立的堆棧。ＴＳＫ任務(wù)是通過(guò)ＴＳＫ＿ｃｒｅａｔｅ（）和ＴＳＫ＿ｄｅｌｅｔｅ（）來(lái)動(dòng)態(tài)生成和結(jié)束的。它的運(yùn)行狀態(tài)如圖２所示。

５ 同步（ＳＥＭ／ＡＴＭ／ＱＵＥ／ＭＢＸ）

多任務(wù)系統(tǒng)中多個(gè)任務(wù)之間的協(xié)調(diào)同步工作可以通過(guò)多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。常用方法如信號(hào)量、原子量、隊(duì)列和郵箱等。在ＤＳＰ／ＢＩＯＳ中對(duì)這些方法的支持分別通過(guò)模塊ＳＥＭ、ＡＴＭ、ＱＵＥ和ＭＢＸ來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于這些方法的使用與一般的操作系統(tǒng)完全一樣，在這里就不再贅述了。僅就最靈活的在ＳＷＩ中使用Ｍａｉｌｂｏｘ的方法來(lái)加以簡(jiǎn)單地說(shuō)明。每個(gè)ＳＷＩ任務(wù)都帶有一個(gè)Ｍａｉｌｂｏｘ，對(duì)它的操作可以是計(jì)數(shù)型的ＳＷＩ＿ｉｎｃ（）， ＳＷＩ＿ｄｅｃ（） 也可以是比特位操作型的 ＳＷＩ＿ｏｒ（）， ＳＷＩ＿ａｎｄｎ（）。Ｍａｉｌｂｏｘ控制ＳＷＩ任務(wù)被調(diào)度的條件。這些操作的功能如表２所示。

表2 SWI中Mailbox的操作功能

ｏｒ操作是將Ｍａｉｌｂｏｘ中的某一位置１，同時(shí)引起ＳＷＩ任務(wù)的調(diào)度。當(dāng)一個(gè)ＳＷＩ任務(wù)可能由多個(gè)事件觸發(fā)時(shí)，使用ｏｒ操作可以方便地表示出觸發(fā)的事件。如例３使用ｏｒ操作指示觸發(fā)事件：

ａｎｄｎ操作是將Ｍａｉｌｂｏｘ中的某一位清０，如果Ｍａｉｌｂｏｘ為０，則引起ＳＷＩ任務(wù)的調(diào)度。一個(gè)ＳＷＩ任務(wù)需要多個(gè)條件都滿(mǎn)足時(shí)才運(yùn)行的情況下，使用ａｎｄｎ操作可以方便地表示出這些條件的狀態(tài)。如例４用ａｎｄｎ操作來(lái)表示多條件時(shí)ＳＷＩ任務(wù)調(diào)度：

ｉｎｃ和ｄｅｃ操作則更加靈活，用戶(hù)可以借此實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用。唯一需要注意的是，ｉｎｃ操作總是引起任務(wù)調(diào)度，而ｄｅｃ操作僅在Ｍａｉｌｂｏｘ減到０時(shí)才引起一次任務(wù)調(diào)度。

６ 通訊（ＰＩＰ／ＳＩＯ／ＨＳＴ）

一個(gè)系統(tǒng)如何從外部設(shè)備中取得數(shù)據(jù)，向外部設(shè)備輸出數(shù)據(jù)，如何在兩個(gè)任務(wù)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)正常交換是多樣靈活的。但是這種多樣性也給軟件的維護(hù)升級(jí)以及模塊化工作帶來(lái)許多不利因素。因此在保持多樣性的同時(shí)，保持接口的一致性對(duì)于一個(gè)軟件來(lái)說(shuō)是非常有幫助的?？紤]到ＤＳＰ大多數(shù)是通過(guò)某種類(lèi)型的串行接口如中繼線Ｅ１、ＩＩＳ、ＳＰＩ、同步串行口等與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的，所以在ＤＳＰ／ＢＩＯＳ中提供了兩種非常有用的接口對(duì)象ＰＩＰ和 ＳＩＯ。

ＰＩＰ對(duì)象包含一個(gè)緩沖隊(duì)列，與之對(duì)應(yīng)的有兩個(gè)任務(wù)讀和寫(xiě)。圖３很好地說(shuō)明了ＰＩＰ的邏輯關(guān)系和操作方式。例５，例６分別是一個(gè)ＰＩＰ對(duì)象對(duì)應(yīng)的讀任務(wù)和寫(xiě)任務(wù)的示范程序。

例５ ＰＩＰ對(duì)應(yīng)的讀任務(wù)：

ｅｘｔｅｒｎ ｆａｒ ＰＩＰ＿Ｏｂｊ ｐｉｐ；

ｒｅａｄｅｒ（）

{

Ｕｎｓ ｓｉｚｅ;

Ｐｔｒ ａｄｄｒ;

ｉｆ(ＰＩＰ＿ｇｅｔＲｅａｄｅｒＮｕｍＦｒａｍｅｓ(＆ｐｉｐ)＞０)

{

ＰＩＰ＿ｇｅｔ(＆ｐｉｐ);

ａｄｄｒ＝ＰＩＰ＿ｇｅｔＲｅａｄｅｒＡｄｄｒ(＆ｐｉｐ);

ｓｉｚｅ＝ＰＩＰ＿ｇｅｔＲｅａｄｅｒＳｉｚｅ(＆ｐｉｐ);

／*Ｃｏｄｅ ｔｏ ｅｍｐｔｙ ｔｈｅ ｆｒａｍｅ*／

ＰＩＰ＿ｆｒｅｅ(＆ｐｉｐ);

}

ｅｌｓｅ{

ＬＯＧ＿ｅｒｒｏｒ(″ｎｏ ｆｒａｍｅｓ ａｖａｉｌａｂｌｅ″);

／* ｏｒ ｙｏｕ ｃｏｕｌｄ ｊｕｓｔ ｒｅｔｕｒｎ;*／

}

}

例６ ＰＩＰ對(duì)應(yīng)的寫(xiě)任務(wù)：

ｅｘｔｅｒｎ ｆａｒ ＰＩＰ＿Ｏｂｊ ｐｉｐ;

ｗｒｉｔｅｒ()

{

Ｕｎｓ ｓｉｚｅ;

Ｐｔｒ ａｄｄｒ;

ｉｆ(ＰＩＰ＿ｇｅｔＷｒｉｔｅｒＮｕｍＦｒａｍｅｓ(＆ｐｉｐ)＞０){

ＰＩＰ＿ａｌｌｏｃ(＆ｐｉｐ);

ａｄｄｒ＝ＰＩＰ＿ｇｅｔＷｒｉｔｅｒＡｄｄｒ(＆ｐｉｐ);

ｓｉｚｅ＝ＰＩＰ＿ｇｅｔＷｒｉｔｅｒＳｉｚｅ(＆ｐｉｐ);

／* ｆｉｌｌ ｔｈｅ ｆｒａｍｅ ｕｐ ｔｏ ｓｉｚｅ *／

ＰＩＰ＿ｐｕｔ(＆ｐｉｐ);

}

ｅｌｓｅ{

ＬＯＧ＿ｅｒｒｏｒ(″ｎｏ ｆｒａｍｅｓ ａｖａｉｌａｂｌｅ″);

／* ｏｒ ｙｏｕ ｃｏｕｌｄ ｊｕｓｔ ｒｅｔｕｒｎ;*／

}

}

由邏輯關(guān)系可以看到，通過(guò)使用ＰＩＰ應(yīng)用程序可以保持一個(gè)簡(jiǎn)單統(tǒng)一接口而不必關(guān)心具體的硬件操作，因此當(dāng)該軟件移植到不同環(huán)境中時(shí)，至多只需要改寫(xiě)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。使用ＰＩＰ的一個(gè)具體實(shí)例就是ＨＳＴ模塊。ＨＳＴ模塊在主機(jī)和ＤＳＰ之間建立起一條數(shù)據(jù)鏈路，該鏈路就是一個(gè)ＰＩＰ對(duì)象。對(duì)ＨＳＴ的操作方式與ＰＩＰ一致。其差別僅僅在于ＨＳＴ在初始化時(shí)指向了預(yù)定義的ＤＳＰ上的ＨＰＩ接口而已。

ＳＩＯ：從ＰＩＰ的邏輯關(guān)系可以看出，讀寫(xiě)ＰＩＰ就是一個(gè)數(shù)據(jù)拷貝的過(guò)程。這在某些應(yīng)用中，如實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議ＴＣＰ／ＩＰ時(shí)，不是非常有效。因?yàn)閿?shù)據(jù)每向上傳遞一層就需要進(jìn)行一次數(shù)據(jù)拷貝，其效率非常差。如果采用ＳＩＯ來(lái)實(shí)現(xiàn)就會(huì)有很大的改善。ＳＩＯ的操作只有ｇｅｔ()和 ｐｕｔ()兩種。與ＰＩＰ不同的是ＳＩＯ沒(méi)有自己的緩沖隊(duì)列。每次ｇｅｔ() 或 ｐｕｔ() 操作時(shí)都會(huì)在應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之間交換緩沖的指針。所以ＳＩＯ操作的實(shí)質(zhì)是數(shù)據(jù)地址的交換。由于沒(méi)有數(shù)據(jù)拷貝，其運(yùn)行效率就很高。ＳＩＯ的運(yùn)行邏輯如圖４所示。

７ ＲＴＤＸ

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅ－Ｄａｔａ－ｅＸｈａｎｇｅ是ＤＳＰ／ＢＩＯＳ提供的一個(gè)全新的功能。在很多應(yīng)用中要求ＤＳＰ不能夠停下來(lái)，而需要從主機(jī)中實(shí)時(shí)地讀取數(shù)據(jù)或者向主機(jī)實(shí)時(shí)地輸出數(shù)據(jù)。德州儀器的Ｃ５０００，Ｃ６０００系列的ＤＳＰ都可以通過(guò)ＪＴＡＧ接口來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖５所示。

ＲＴＤＸ在主機(jī)端可以與任何符合ＯＬＥ接口的應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)。例７是一個(gè)使用ＲＴＤＸ在主機(jī)和ＤＳＰ之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的例子。主機(jī)端是一個(gè)基于ＶＢ的小程序。

例７ ＤＳＰ程序：

＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｒｔｄｘ．ｈ＞

ＲＴＤＸ＿ＣｒｅａｔｅＩｎｐｕｔＣｈａｎｎｅｌ(ｗｒｉｔｅｌｏａｄ);

ＲＴＤＸ＿ＣｒｅａｔｅＯｕｔｐｕｔＣｈａｎｎｅｌ(ｒｅａｄｌｏａｄ);

ｉｎｔ ｍａｉｎ()

{

ＲＴＤＸ＿ｅｎａｂｌｅＩｎｐｕｔ(＆ｗｒｉｔｅｌｏａｄ);

ＲＴＤＸ＿ｅｎａｂｌｅＯｕｔｐｕｔ(＆ｒｅａｄｌｏａｄ);

ｒｅｔｕｒｎ;

}

ｖｏｉｄ ｄｏＥｘｃｈａｎｇｅ()

{

ｉｆ(!ＲＴＤＸ＿ｃｈａｎｎｅｌＢｕｓｙ(＆ｗｒｉｔｅｌｏａｄ)){

ＲＴＤＸ＿ｒｅａｄＮＢ(＆ｗｒｉｔｅｌｏａｄ,＆ｌｏａｄＶｏａｌ,ｓｉｚｅｏｆ(ｌｏａｄ－Ｖａｌ));

}

ＲＴＤＸ＿ｗｒｉｔｅ(＆ｒｅａｄｌｏａｄ,＆ｌｏａｄＶａｌ,ｓｉｚｅｏｆ(ｌｏａｄＶａｌ));

}

使用ＶＢ編制的主機(jī)端程序

ｓｅｔ ｒ＝ＣｒｅａｔｅＯｂｊｅｃｔ(ＲＴＤＸ)

ｓｔａｔｕｓ＝ｒ．ｏｐｅｎ（ｒｅａｄｌｏａｄ,Ｒ）

ｓｅｔ ｗ＝ＣｒｅａｔｅＯｂｊｅｃｔ（ＲＴＤＸ）

ｓｔａｔｕｓ＝ｗ．ｏｐｅｎ（ｗｒｉｔｅｌｏａｄＷ）

ｓｔａｔｕｓ＝ｒ．ＲｅａｄＩ４(ｄａｔａ)

ｓｔａｔｕｓ＝ｗ．ＷｒｉｔｅＩ４(ｖａｌｕｅ,ｂｕｆｆｅｒｓｔａｔｅ)

綜上所述，ＤＳＰ／ＢＩＯＳ針對(duì)ＤＳＰ的應(yīng)用環(huán)境，通過(guò)一系列的對(duì)象模塊向開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)實(shí)用優(yōu)秀的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它可以幫助用戶(hù)提高軟件的模塊化、并行性和維護(hù)性等，有利于降低系統(tǒng)成本和縮短開(kāi)發(fā)周期。同時(shí)由于它是免費(fèi)的，可以預(yù)計(jì)ＤＳＰ／ＢＩＯＳ將對(duì)ＤＳＰ技術(shù)在中國(guó)的推廣使用起到積極的推動(dòng)作用。