實驗4 ：編寫一個匯編和C混合的DSP程序
一．實驗目的
1．在了解純C語言程序工程和匯編語言程序工程結構的基礎上，學習在C工程中加入匯編
編程的混合編程方法。
2．了解混合編程的注意事項。
3．理解混合編程的必要性和在什么情況下要采用混合編程。
二．實驗原理
1．使用C語言開發應用程序的優缺點
*優點：
-易于開發和維護。由于用C語言書寫接近自然語言，其可讀性強、利于理解，在編
制、修改、實現算法方面比用匯編語言開發容易。
-可移植性強。
-不容易發生流水線沖突。編譯器能提供完善的解決流水線沖突的結果。
-有大量現存的算法可利用。
-適用于人機界面的開發。
*缺點：
-代碼量大。
-程序效率較低。
-優化代碼存在一定困難。
綜上所述，我們一般用C語言設計應用程序的總體框架、解決人機接口和對速度效率要
求不太高的復雜算法。
2．使用匯編語言開發應用程序的優缺點
*優點：
-更能發揮系統特點。由于匯編語言掌控系統硬件的能力強于C語言，設計出來的程
序更加貼近硬件特性，往往能將硬件效能發揮到極致。
-代碼精練，效率高。用匯編語言設計的程序，代碼短、不容易產生冗余。
-代碼量小。
*缺點：
-可讀性差。不利于復雜算法的開發和實現。
-可移植性差。
-容易產生流水線沖突。由于排除沖突需要靠人來輔助完成，這要求編程人員有較為豐
富的開發經驗和對硬件工作機制的深刻理解。
3．如何混合編程
(1)混合工程：在工程中可以同時包含C語言程序和匯編語言程序，無需更改編譯選項。一
般地，我們使用C程序為主，加入匯編語言程序模塊。
(2)使用模塊技術：在應用程序中劃分出比較清晰的模塊，不同模塊可采用不同語言設計。
強調效率和速度的模塊采用匯編設計。盡量少用匯編語言設計程序。
(3)如何找出需要用匯編程序設計的模塊：

-用C語言完成設計后，運用CCS的軟件仿真功能，充分測試程序，找到程序運行中的瓶
頸(速度方面的和空間方面的)。
-再使用分塊仿真技術盡可能縮小模塊。
-找到的模塊單獨寫成子程序，存入獨立的文件中。
-由于CCS編譯器能產生C語言程序到匯編程序的中間文件，觀察需要優化的模塊的匯編
結果，進行人工優化。
-最后運用人工優化后形成的匯編程序模塊，代替原來需要優化的C語言模塊，進行編譯。
-程序中可使用內嵌匯編。編譯器可直接使用內嵌的匯編語句生成最終代碼。但需要語句
中雙引號中為合法的匯編語句。
4．何時使用混合編程技術
-當程序中需要操作與硬件密切相關的設備，而用C語言較難實現時。比如：在中斷程序
設計時需要設置中斷向量表，向量表中空間有限用C語言語句有困難，且需向量表要在
內存中精確定位，這時可將設置中斷向量表的部分用匯編語言代替。
-當需要繞開C編譯器的規定，進行特殊操作時。比如：C語言規定，程序不能訪問程序
代碼區，而系統功能需要進行類似訪問時可采用限制較小的匯編語言程序設計。
-當需要提高模塊的效率(包括空間上和時間上兩方面的)，而C語言程序無法達到要求時。
5．實驗程序解釋
實驗程序提供了一個使用C與匯編程序混合編程的實例，是一個用匯編語言模塊優化自
己編制的應用程序的實例。
首先是一個純用C語言開發的工程，再根據假設，需要將其中一個模塊改造成用匯編語
言模塊優化的模塊。通過實驗過程，用戶可充分了解混合編程可以采取的步驟和方法。
三． 實驗設備
計算機，ICETEK-F2812-EDU實驗箱（或ICETEK 仿真器+ICETEK-F2812-A系統板+相關連
線及電源）。
四．實驗內容與步驟
1．實驗準備
-設置軟件仿真模式，參看：第一部分、四、1。
-啟動CCS。
2．打開工程、瀏覽程序內容、編譯生成和下載可執行代碼、
(1)打開工程：選擇菜單Project->Open…，選擇打開工程文件
C:\ICETEK-F2812-A-EDUlab\DSP281x_examples\lab0104-CAsm\CASM.pjt
(2)展開工程管理窗口中CASM工程，雙擊Source下的CProgram.c項，打開CProgram.c源
程序窗口。可以看到，程序完成了一個簡單的運算，它先開設了三個全局變量x、y、z，
然后分別給x 和y賦初值，再在循環中計算x+y，結果賦值給z。
(3)編譯并下載程序(如圖4-1 所示)：
此設置完成在每次編譯完成后將程序自動下載到DSP上。
選擇菜單Project->Build All，編譯、連接和下載程序。
(4)運行程序，觀察結果：在程序中有“在此加軟件斷點”注釋的語句上加軟件斷點；將變
量z 加入變量觀察窗口（watch window）；運行程序到斷點，觀察變量z 的結果值。

圖4-1 設置自動下載out文件
3．修改程序
(1)修改算法部分成單獨子程序：假設在循環中進行的運算是需要用匯編語言程序模塊優化
的部分。首先將“z=x+y;”語句修改成“z=add(x,y);”，在程序頭上，變量定義之前加上一
行“int add(int a,int b);”，在程序末尾，添加如下子程序：
int add(int a,int b)
{
return(a+b);
}
如此，將算法搬移到一個C語言的子程序模塊中實現。修改完成后，可以編譯、下載、
運行到斷點，觀察運行結果，判斷是否子程序能完全與原程序一樣完成算法。
(2)將子程序移入add.c：打開一個新的空的源文件窗口，將main函數后的子程序復制到窗口
中；注釋main函數后面的子程序(在子程序前一行加“/*”，在子程序結尾行后加“*/”)；
將新窗口中的內容保存為文件add.c。
(3)將add.c加入工程，編譯、下載、運行，檢查結果，保證運算無誤。
(4)選擇菜單Project->Build Options…，進行如下設置(如圖4-2所示)：
(5)重新編譯工程；打開
C:\ICETEK-F2812-A-EDUlab\DSP281x_examples\lab0104-CAsm\add.asm；在其中的“.line
2”行、“.line3”行、“.line 4”行頭上分別加分號，即注釋這3 個語句。

圖4-2 參數設置
(6)將工程中的add.c換成add.asm：在工程管理窗口中用鼠標右鍵單擊add.c，選擇“Remove
from Project”；用鼠標右鍵單擊CASM.pjt，選擇“Add Files to Project…”，選擇
C:\ICETEK-F2812-EDULab\Lab0104-CASM\add.asm。
(7)重新編譯、下載、運行程序并觀察結果。由于add.asm是CCS編譯器從add.c編譯得來的，
下面要做的就是手工調整add.asm中的匯編代碼，從而實現優化處理。
4．退出CCS
五．預習要求
1．了解純C語言程序工程和匯編語言程序工程結構
2．了解混合編程的方法。
六．注意事項
1．在匯編程序中使用其他C語言模塊中定義的變量或函數名稱時，需要在引用的名稱前加一
下劃線。如：C中定義的變量為x，在匯編中引用時要用_x。
2．匯編語言寫的子程序需要符合C語言的調用規則，尤其是在默認的輔助寄存器使用上和棧
的使用上要求兼容。
3．在匯編語言模塊中，需要編程者自己消除流水線沖突。
4．在使用內嵌匯編技術時，需要考慮以下內容：
a. 要非常小心地處理，以免破壞C語言操作環境。編譯器在遇到內嵌匯編語句時，不會
對其中的匯編語句進行分析處理。
b．避免從內嵌匯編語句跳轉到C語言模塊中，那將極容易造成寄存器使用上的混亂，從而產生難以預料的結果。
c．不要在內嵌匯編語句中改變C語言模塊中變量的值，但可以安全地讀取它們的值。
d．在匯編程序中不要使用內嵌匯編。
七．思考題
使用混合編程法完成計算sin(2.3π)+cos(1.7π)的值。
八．實驗報告要求
1．說明修改程序的方法和前后順序
2．說明重新編譯的方法和結果的觀察情況