DSP系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)加載技術(shù)研究

　　測(cè)試集實(shí)現(xiàn)線性復(fù)雜性而不是平方復(fù)雜性，其優(yōu)勢(shì)是巨大的。如產(chǎn)品帶有內(nèi)置符號(hào)信息，則其可消除最后一項(xiàng)。降低配置復(fù)雜性是動(dòng)態(tài)加載在使用實(shí)際測(cè)試時(shí)的最大優(yōu)勢(shì)。

　　動(dòng)態(tài)加載器的功能與要求

　　動(dòng)態(tài)加載器是一個(gè)可配置的庫(kù)或 API，用戶可用 C 語(yǔ)言調(diào)用，實(shí)現(xiàn)方便的接口。除了將程序圖像寫入 DSP 存儲(chǔ)器之外，動(dòng)態(tài)加載器還可以進(jìn)行必需的鏈接，使得模塊、主應(yīng)用及其他加載的模塊可實(shí)現(xiàn)相操作。為了達(dá)到此目的，動(dòng)態(tài)加載器不但引用模塊外的符號(hào)，而且也可記錄模塊中的任何全局定義，便于外部使用。當(dāng)加載器卸載模塊時(shí)，動(dòng)態(tài)加載器進(jìn)行存儲(chǔ)器恢復(fù)，這樣系統(tǒng)就象從未有過(guò)動(dòng)態(tài)模塊一樣。

　　動(dòng)態(tài)加載器要求一組四個(gè)支持類(Class)。應(yīng)用傳輸實(shí)施上述類并配置動(dòng)態(tài)加載器為加載請(qǐng)求中首先四個(gè)參數(shù)的對(duì)象。第一個(gè)類為圖像源，允許系統(tǒng)集成器定義以流的形式接受輸入的機(jī)制。源可為外部存儲(chǔ)器、外部設(shè)備或外設(shè)，甚至也可是應(yīng)用中的嵌入結(jié)構(gòu)。第二個(gè)類為符號(hào)處理程序，包括映射符號(hào)到地址、進(jìn)行存儲(chǔ)器管理以及有關(guān)符號(hào)的錯(cuò)誤報(bào)告等功能。動(dòng)態(tài)加載器使用第三個(gè)類(DSP 存儲(chǔ)器分配程序)來(lái)為動(dòng)態(tài)模塊請(qǐng)求存儲(chǔ)器。一旦動(dòng)態(tài)加載器確定了存儲(chǔ)器的內(nèi)容，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器就會(huì)使用第四個(gè)類(DSP 存儲(chǔ)器初始化程序)來(lái)請(qǐng)求系統(tǒng)更新 DSP 存儲(chǔ)器分配器返回的存儲(chǔ)器地址。

　　由于動(dòng)態(tài)加載器鏈接至用戶的應(yīng)用，因此實(shí)施它的代碼必須迅速、小巧并具備較強(qiáng)的健碩性。程序員以專為速度進(jìn)行過(guò)優(yōu)化的算法編寫 C 庫(kù)的代碼。主機(jī)圖像再格式化器是動(dòng)態(tài)重載的另一組件，它可進(jìn)行離線狀態(tài)下完成的任何計(jì)算。為了高效使用 DSP 的存儲(chǔ)器，動(dòng)態(tài)加載器需要最小的存儲(chǔ)空間。最后，銷售商對(duì)動(dòng)態(tài)加載器進(jìn)行了徹底的測(cè)試，因?yàn)樵摯a在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤是不可接受的。

　　圖3 動(dòng)態(tài)加載的應(yīng)用開發(fā)流程

　　開發(fā)動(dòng)態(tài)模塊

　　動(dòng)態(tài)模塊的代碼開發(fā)幾乎與標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)一樣。圖 3 顯示了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)模塊并進(jìn)行故障調(diào)試的有代表性的開發(fā)流程。三個(gè)動(dòng)態(tài)加載組件(動(dòng)態(tài)加載器、圖像再格式化器以及故障調(diào)試器插件)以陰影顯示。最初，主應(yīng)用程序鏈接至動(dòng)態(tài)加載器庫(kù)并為動(dòng)態(tài)模塊分配存儲(chǔ)器。隨后，它以正常方式構(gòu)建模塊的可執(zhí)行程序，不過(guò)圖像尋址是可通過(guò)使用動(dòng)態(tài)加載器執(zhí)行過(guò)程中管理的符號(hào)進(jìn)行再分配的，而不是靜態(tài)的。

　　系統(tǒng)將可再分配的圖像作為輸入提供給圖像再格式化器，圖像再格式化器對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以備下載。再格式化器去除加載過(guò)程中非必需的對(duì)象代碼部分以減小圖像大小。此外，再格式化器針對(duì) I/O 流式加載重新安排圖像順序，格式化圖像，使其包括在應(yīng)用中，為確定輸入有效性添加校驗(yàn)和，并為控制模塊導(dǎo)出的符號(hào)提供接口。

　　當(dāng)系統(tǒng)需要模塊時(shí)，系統(tǒng)將其流式提供給動(dòng)態(tài)加載器，動(dòng)態(tài)加載器則對(duì)其進(jìn)行處理，并將其寫入保留的動(dòng)態(tài)模塊存儲(chǔ)器中。由于調(diào)試器也必須能夠鏈接至模塊，因此調(diào)試器插件會(huì)檢測(cè)動(dòng)態(tài)模塊是否存在，并確定對(duì)應(yīng)于動(dòng)態(tài)模塊的原始對(duì)象文件的位置。插件隨后會(huì)用所有必需的信息更新開發(fā)環(huán)境，從而啟動(dòng)全面故障調(diào)試。

　　限制符號(hào)導(dǎo)出的重要性

　　圖像再格式化工具為控制模塊導(dǎo)出的符號(hào)提供了一個(gè)接口。該特性為開發(fā)人員隱藏某些符號(hào)而讓另一些符號(hào)可視以便于其他模塊引用提供了一種途徑。系統(tǒng)使用該功能來(lái)控制訪問(wèn)，并使加載時(shí)間及存儲(chǔ)器面積達(dá)到最小。每個(gè)可視的符號(hào)都要求正在運(yùn)行動(dòng)態(tài)加載器的處理器給出幾字節(jié)的存儲(chǔ)空間。如果所有鏈接時(shí)符號(hào)都可視，那么存儲(chǔ)器使用將成為小型嵌入式系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題。如果再格式化器限制符號(hào)導(dǎo)出，那么符號(hào)存儲(chǔ)器使用通常就不構(gòu)成問(wèn)題。

　　限制符號(hào)導(dǎo)出的另一好處就是實(shí)現(xiàn)更快的加載。根據(jù) OMAP1610 平臺(tái)測(cè)試進(jìn)行的性能分析給出了以下加載時(shí)間的統(tǒng)計(jì)模型：4250+373×符號(hào) +273×再定位 +6.5×圖像_字節(jié)。

　　上述分析顯示，模塊中導(dǎo)出符號(hào)的數(shù)量是開發(fā)人員在改善下載速度時(shí)能夠控制的最主要因素。比較而言，總模塊大小的重要性則較小，減小符號(hào)數(shù)量所起的作用不到 2%。盡管根據(jù) DSP 及系統(tǒng)配置的不同，上述因素與其他非開發(fā)人員可控制因素的確切作用比重會(huì)有所差異，但最小化外部符號(hào)這條首要規(guī)則保持不變。

　　開放的可能性

　　動(dòng)態(tài)加載能為 DSP 系統(tǒng)帶來(lái)新的應(yīng)用功能——這正是即將到來(lái)的下一代無(wú)線技術(shù)所需要的發(fā)展趨勢(shì)。動(dòng)態(tài)加載作為 DSP 系統(tǒng)的無(wú)縫模塊再配置的一種技術(shù)，其應(yīng)用要比多靜態(tài)程序圖像或疊加更為靈活和高效。盡管動(dòng)態(tài)加載還是 DSP 領(lǐng)域中的新生兒，但其將很快成為驅(qū)動(dòng)多種新型多功能 DSP 應(yīng)用發(fā)展的因素 。