可高效再配置DSP系统的动态加载技术

图3 动态加载的应用开发流程
开发动态模块
动态模块的代码开发几乎与标准开发一样。图 3 显示了创建动态模块并进行故障调试的有代表性的开发流程。三个动态加载组件（动态加载器、图像再格式化器以及故障调试器插件）以阴影显示。最初，主应用程序链接至动态加载器库并为动态模块分配存储器。随后，它以正常方式构建模块的可执行程序，不过图像寻址是可通过使用动态加载器执行过程中管理的符号进行再分配的，而不是静态的。
系统将可再分配的图像作为输入提供给图像再格式化器，图像再格式化器对其进行优化，以备下载。再格式化器去除加载过程中非必需的对象代码部分以减小图像大小。此外，再格式化器针对 I/O 流式加载重新安排图像顺序，格式化图像，使其包括在应用中，为确定输入有效性添加校验和，并为控制模块导出的符号提供接口。
当系统需要模块时，系统将其流式提供给动态加载器，动态加载器则对其进行处理，并将其写入保留的动态模块存储器中。由于调试器也必须能够链接至模块，因此调试器插件会检测动态模块是否存在，并确定对应于动态模块的原始对象文件的位置。插件随后会用所有必需的信息更新开发环境，从而启动全面故障调试。
限制符号导出的重要性
图像再格式化工具为控制模块导出的符号提供了一个接口。该特性为开发人员隐藏某些符号而让另一些符号可视以便于其他模块引用提供了一种途径。系统使用该功能来控制访问，并使加载时间及存储器面积达到最小。每个可视的符号都要求正在运行动态加载器的处理器给出几字节的存储空间。如果所有链接时符号都可视，那么存储器使用将成为小型嵌入式系统的一个问题。如果再格式化器限制符号导出，那么符号存储器使用通常就不构成问题。
限制符号导出的另一好处就是实现更快的加载。根据 OMAP1610 平台测试进行的性能分析给出了以下加载时间的统计模型：4250+373×符号 +273×再定位 +6.5×图像_字节。
上述分析显示，模块中导出符号的数量是开发人员在改善下载速度时能够控制的最主要因素。比较而言，总模块大小的重要性则较小，减小符号数量所起的作用不到 2%。尽管根据 DSP 及系统配置的不同，上述因素与其他非开发人员可控制因素的确切作用比重会有所差异，但最小化外部符号这条首要规则保持不变。
开放的可能性
动态加载能为 DSP 系统带来新的应用功能--这正是即将到来的下一代无线技术所需要的发展趋势。高性能 DSP 可加载新型通信算法，而基于 DSP 的手持系统毋需停止系统即可随意下载 Web 内容及多媒体应用模块。动态加载作为 DSP 系统的无缝模块再配置的一种技术，其应用要比多静态程序图像或叠加更为灵活和高效。尽管动态加载还是 DSP 领域中的新生儿，但其将很快成为驱动多种新型多功能 DSP 应用发展的因素 。相信随着许多其他 DSP 创新的出现，开发人员会问：过去没有这种技术，我们都是怎么过来的？