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烧写Flash后的DSP程序运行不正常的情况分析.md

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这段时间一直在调试DSP6713的Flash烧写，现在对Flash的烧写也算心中了如。

那天，非常Happy的发现将闪烁LED烧写到Flash成功了，然后，就以为一切都OK了……

那天，成功烧写了一个300KB以上的程序，又认为，这次应该OK了……

那天，写了个Timer中断程序，烧写到Flash，却死机了……

那天，在RAM上运行很流畅的一个算法（算法中调用了CCS的atan函数），在烧写到Flash后算法却死机了……

那天，我开始思考：是什么情况导致RAM中跑得很Happy的程序烧写到Flash就运行得如此的不堪——众多的囧相。

“且行且珍惜”，珍惜这些次发现Bug的机会，因此，我要总结：在RAM中能正常运行，而烧写到Flash后无法正常运行的一些情况讨论。

请检查中断向量表

中断向量表包含了所有中断的入口，在烧写Flash的时候，有两种方式可以保证中断能正常工作。具体可参见TMS320C6713烧写Flash的通用方法的第5小节。

请检查cmd链接文件

也不知道什么原因，我曾经在DSP的内部RAM中使用#pragma分配一个3x1024x8字节的区域，在烧写到Flash后运行会死机，

#pragma DATA_SECTION(g_ad_fifo, "FIFO")
#pragma DATA_ALIGN(g_ad_ping, 128);
fifo_t g_ad_fifo;   // fifo_t为一个8字节的结构体

对应的cmd文件为，

MEMORY
{
    BOOT_RAM: o=00000000h,l=00000400h   
	IRAM    : o=00000400h,l=0003FC00h
	...
}

SECTIONS
{    
	.vecs     :> BOOT_RAM
	.boot_load:> BOOT_RAM

	...
	
	FIFO        > IRAM
}

把#pragma去掉后就好了，

fifo_t g_ad_fifo;   // fifo_t为结构体类型

请检查程序中隐蔽的内存错误

很多情况下，当出现数组越界时，在RAM中的程序都能正常运行，但在烧写Flash后运行就会出现死机或程序跑飞的现象。

比如定义一个数组，

int x[5];

你使用x[5]=10这样的语句在RAM程序中是某些时候能正确运行的，在PC上应该也可以。但将这种程序烧写到Flash之后运行，DSP果断和你说拜拜！

因此，请谨慎地检查程序代码中的数组越界和指针操作。在DSP程序中，坚决不使用C库函数中的malloc函数。如果需要动态分配内存的操作，可以自己写一个，或使用uCOS II或DSP/BIOS等嵌入式操作系统。

请尽量避免使用math.h中的三角及log等函数

也不知道是什么原因，也可能是我对atan函数的使用方法不正确造成的吧。在我的一个最初的程序中，我是直接这样计算atan(x)的，

float x,y;
...
y = atan(x); // x范围为[0, 1.7]

在RAM中以及在PC中都多次测试过没有任何问题。

烧写Flash之后，也不是死机，但程序运行到atan这个函数的时候会卡上很长一段时间，再接着往下运行。

难道是math.h中的atan运算效率太低？但为什么RAM中就能运行呢？这个还不清楚。

于是想了个招，在要使用三角函数和log等函数的地方都使用查表法替代库函数，在精度要求高而存储空间又有限的场合，可使用查表+插值的方式。

下面是改进方法计算atan，

/* table of determine ATAN(x) */
const float atan_tb[] = {  // 精度(0.020)
0.00, 1.15, 2.29, 3.43, 4.57, 5.71 , 6.84, 7.97, 9.09, 10.20,
11.31, 12.41, 13.50, 14.57, 15.64, 16.70 , 17.74, 18.78, 19.80, 20.81,
21.80, 22.78, 23.75, 24.70, 25.64, 26.57 , 27.47, 28.37, 29.25, 30.11,
30.96, 31.80, 32.62, 33.42, 34.22, 34.99 , 35.75, 36.50, 37.23, 37.95,
38.66, 39.35, 40.03, 40.70, 41.35, 41.99 , 42.61, 43.23, 43.83, 44.42,
45.00, 45.57, 46.12, 46.67, 47.20, 47.73 , 48.24, 48.74, 49.24, 49.72,
50.19, 50.66, 51.12, 51.56, 52.00, 52.43 , 52.85, 53.27, 53.67, 54.07,
54.46, 54.85, 55.22, 55.59, 55.95, 56.31 , 56.66, 57.00, 57.34, 57.67,
57.99, 58.31, 58.63, 58.93, 59.24, 59.53 , 59.83 
};

y = atan_tb[((uint16_t)(x*100)) >> 1];

建立atan的表可以借助Matlab。在需要插值的场合，比如，上面atan_tb的精度为0.02，而我们希望在少数的一些场合下使atan在0.01的精度，如果以0.01建表将会使表的数据存储量扩大1倍，这是我们可以在0.02精度表的基础上再使用插值的方式。

比如，要计算atan(0.03)，我们可以从表中查到atan(0.02)和atan(0.04)，如果仅使用线性插值的话，则

atan(0.03) = (atan(0.02) + atan(0.04)) / 2

请检查程序的逻辑

曾傻傻的写过一个类似下面的程序，

uint8_t dir;  // 低3位进行了编码，下面的switch进行解码

int dist_switch(int a, int b, int c)
{
	int max_dist;
	int min_dist;
	int result = 0;
	
	switch (dir) {
	case 0x00: break;
	case 0x01: max=a;min=b;break;
	case 0x02: max=a;min=c;break;
	case 0x03: max=b;min=a;break;
	case 0x04: max=b;min=c;break;
	case 0x05: max=c;min=a;break;
	case 0x06: max=c;min=b;break;
	case 0x07: break;
	default: break;
	}

	result = max * 100 / (min + max);

	return result;
}

咋一看，没有语法问题，switch的break语句也加上了。

问题出就出在：dir低三位进行了编码，最大编码个数应该是8。而因为实际中只用到6种情况，switch中对其它的两种编码都使用break，问题就出来了，如果我的dir=0x00会怎么样？switch语句当然没问题，问题在下一条语句：

result = max * 100 / (min + max);

dir=0x00没有对max和min进行任何的赋值，而且其它地方也没有。因此max和min作为局部变量将会是一个随机的值，这在RAM中是能够运行通过的，但烧写到Flash之后，这种局部变量的不确定性直接回导致Flash宕机。

因此，对于switch以及if...else...的逻辑问题，不能只关注它们所在范围，请仔细检查其上下文。

请特别关照一下程序中的除法运算

x=a/b中若b可能为0，这样的程序烧写到Flash会直接导致DSP死机的。如果可以的话，尽量将除法运算转换为移位运算。

比如，要计算y=x/0.02，一个号的转换方式就是：

y=(uint32_t)(x*100)/2=((uint32_t)(x*100) >> 1);

还可以更好一点，将*100也使用移位替代，

uint32_t tmp_x = (uint32_t)x;
y = ((tmp_x<<6) + (tmp_x<<5) + (tmp_x<<2)) >> 1;

这样你就再也看不到除法运算了。

隐藏强制类型转换可能导致的错误

有这么一段代码，

uint16_t y;
uint32_t x;
uint32_t cnt;  // cnt不为0

y = (uint16_t)(0.5 * x / cnt);

上面的代码直接在DSP内存运行是正常的，但烧写到Flash装载后运行也会在该位置死机，改成如下就好了，

uint16_t y;
uint32_t x;
uint32_t cnt;  // cnt不为0

y = (uint16_t)(x / (2*cnt));