DSP系統(tǒng)的動態(tài)加載技術(shù)研究

　　測試集實現(xiàn)線性復(fù)雜性而不是平方復(fù)雜性，其優(yōu)勢是巨大的。如產(chǎn)品帶有內(nèi)置符號信息，則其可消除最后一項。降低配置復(fù)雜性是動態(tài)加載在使用實際測試時的最大優(yōu)勢。

　　動態(tài)加載器的功能與要求

　　動態(tài)加載器是一個可配置的庫或 API，用戶可用 C 語言調(diào)用，實現(xiàn)方便的接口。除了將程序圖像寫入 DSP 存儲器之外，動態(tài)加載器還可以進行必需的鏈接，使得模塊、主應(yīng)用及其他加載的模塊可實現(xiàn)相操作。為了達到此目的，動態(tài)加載器不但引用模塊外的符號，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，動態(tài)加載器進行存儲器恢復(fù)，這樣系統(tǒng)就象從未有過動態(tài)模塊一樣。

　　動態(tài)加載器要求一組四個支持類(Class)。應(yīng)用傳輸實施上述類并配置動態(tài)加載器為加載請求中首先四個參數(shù)的對象。第一個類為圖像源，允許系統(tǒng)集成器定義以流的形式接受輸入的機制。源可為外部存儲器、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)。第二個類為符號處理程序，包括映射符號到地址、進行存儲器管理以及有關(guān)符號的錯誤報告等功能。動態(tài)加載器使用第三個類(DSP 存儲器分配程序)來為動態(tài)模塊請求存儲器。一旦動態(tài)加載器確定了存儲器的內(nèi)容，動態(tài)存儲器就會使用第四個類(DSP 存儲器初始化程序)來請求系統(tǒng)更新 DSP 存儲器分配器返回的存儲器地址。

　　由于動態(tài)加載器鏈接至用戶的應(yīng)用，因此實施它的代碼必須迅速、小巧并具備較強的健碩性。程序員以專為速度進行過優(yōu)化的算法編寫 C 庫的代碼。主機圖像再格式化器是動態(tài)重載的另一組件，它可進行離線狀態(tài)下完成的任何計算。為了高效使用 DSP 的存儲器，動態(tài)加載器需要最小的存儲空間。最后，銷售商對動態(tài)加載器進行了徹底的測試，因為該代碼在運行時出現(xiàn)錯誤是不可接受的。

　　圖3 動態(tài)加載的應(yīng)用開發(fā)流程

　　開發(fā)動態(tài)模塊

　　動態(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)建動態(tài)模塊并進行故障調(diào)試的有代表性的開發(fā)流程。三個動態(tài)加載組件(動態(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)用程序鏈接至動態(tài)加載器庫并為動態(tài)模塊分配存儲器。隨后，它以正常方式構(gòu)建模塊的可執(zhí)行程序，不過圖像尋址是可通過使用動態(tài)加載器執(zhí)行過程中管理的符號進行再分配的，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，圖像再格式化器對其進行優(yōu)化，以備下載。再格式化器去除加載過程中非必需的對象代碼部分以減小圖像大小。此外，再格式化器針對 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和，并為控制模塊導(dǎo)出的符號提供接口。

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

　　限制符號導(dǎo)出的重要性

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

　　限制符號導(dǎo)出的另一好處就是實現(xiàn)更快的加載。根據(jù) OMAP1610 平臺測試進行的性能分析給出了以下加載時間的統(tǒng)計模型：4250+373×符號 +273×再定位 +6.5×圖像_字節(jié)。

　　上述分析顯示，模塊中導(dǎo)出符號的數(shù)量是開發(fā)人員在改善下載速度時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有所差異，但最小化外部符號這條首要規(guī)則保持不變。

　　開放的可能性

　　動態(tài)加載能為 DSP 系統(tǒng)帶來新的應(yīng)用功能——這正是即將到來的下一代無線技術(shù)所需要的發(fā)展趨勢。動態(tài)加載作為 DSP 系統(tǒng)的無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)動多種新型多功能 DSP 應(yīng)用發(fā)展的因素 。