TMS320C641X 系列DSP 引導(dǎo)方法研究-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯TMS320C641X系列DSP引導(dǎo)方法研究-設(shè)計(jì)應(yīng)用摘要：在進(jìn)行DSP產(chǎn)品化設(shè)計(jì)時(shí)，BootLoader是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。為了更好地解決數(shù)字信號(hào)處理器應(yīng)用程序的加載問題，以TI公司641X系列DSP為例，詳細(xì)論述了DSP的兩種引導(dǎo)方法：ROM引導(dǎo)和主機(jī)HPI引導(dǎo)，包括二次代碼編寫、存儲(chǔ)器空間分配、引導(dǎo)表生成和.hex文件的燒寫。經(jīng)某星載接收機(jī)系統(tǒng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證，所述方法同時(shí)適用于BIOS和NoBIOS兩種系統(tǒng)，具有可靠性高、可行性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

0引言

近年來，以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的通用信號(hào)處理模塊的研制受到人們的重視，它的研制成功滿足了信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和通用性的要求，被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、電子測(cè)量和圖像等領(lǐng)域。進(jìn)行DSP開發(fā)，終的目標(biāo)產(chǎn)品要脫離仿真器運(yùn)行，在上電后可自行啟動(dòng)程序代碼，這就需要一個(gè)能在斷電后保存程序的存儲(chǔ)器。對(duì)于C641X系列的DSP，內(nèi)部沒有供用戶使用的非易失性存儲(chǔ)器，只能將程序代碼存放在外部的非易失性存儲(chǔ)器中。因此，通常需要在上電復(fù)位時(shí)，將存儲(chǔ)在外部速度較慢的存儲(chǔ)器的程序代碼搬移到片內(nèi)高速RAM中，這個(gè)過程被稱為BootLoader。因此，在設(shè)計(jì)通用信號(hào)處理模塊前，有必要研究DSP的多種引導(dǎo)方式。

1C641XBootLoader方式和過程

C641X有三種Boot模式：不引導(dǎo)、ROM引導(dǎo)和主機(jī)引導(dǎo)。種方式只能用于仿真運(yùn)行;第二種方式利用片內(nèi)固化的BootLoader程序通過EDMA通道，從EMIF的CE1空間拷貝1KB數(shù)據(jù)到地址0處，然后從地址0處開始執(zhí)行。這種方式只需一片非易失性存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單;第三種方式是在DSP內(nèi)核處于復(fù)位時(shí)，由外部主機(jī)通過主機(jī)接口實(shí)現(xiàn)程序引導(dǎo)。這種方法雖然復(fù)雜度較前者高，但也被廣泛應(yīng)用于一些具有抗空間輻射效應(yīng)的星載平臺(tái)中。

2ROMBOOT實(shí)現(xiàn)

前面提到這種方式是在DSP上電復(fù)位后，由片內(nèi)固化的BootLoader代碼采用EDMA方式從CE1空間復(fù)制1KB代碼到地址0處。但通常用戶程序都遠(yuǎn)大于1KB，這就需要編寫二次BootLoader代碼，將用戶程序搬移到DSP內(nèi)部RAM中。下面介紹具體實(shí)現(xiàn)過程。

2.1二次引導(dǎo)程序編寫

由于系統(tǒng)初啟動(dòng)時(shí)，C語言環(huán)境還沒有初始化，所以二次引導(dǎo)程序一般用匯編語言編寫。主要完成EMIF寄存器配置，程序搬移，跳轉(zhuǎn)到C程序入口函數(shù)。其中，程序搬移主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式。一種方法無需CopyTable(引導(dǎo)表)，而采用鏡像的方式將所有程序代碼看成是一個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)段，二次引導(dǎo)時(shí)將片外存儲(chǔ)器的內(nèi)容鏡像到內(nèi)部RAM即可。這種方法雖然實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但存在占用空間資源大，引導(dǎo)效率低的問題。

第二種方法是利用引導(dǎo)表實(shí)現(xiàn)。這種方法生成的引導(dǎo)文件是各段連續(xù)存放的，因而引導(dǎo)效率較前一種方法高。關(guān)于引導(dǎo)表的格式和生成參見2.4節(jié);兩種方法的二次裝載匯編程序可參見CCS燒寫工具FlashBurn提供的示例工程，這里不再詳述。

2.2存儲(chǔ)空間分配

程序存儲(chǔ)空間可分為L(zhǎng)OAD空間和RUN空間。

前者保存程序代碼，物理介質(zhì)一般為片外FLASH或E2PROM;后者是程序代碼實(shí)際運(yùn)行的空間，物理介質(zhì)一般是內(nèi)部RAM。通常，經(jīng)常訪問的程序和初始化變量的LOAD空間放在FLASH中，而RUN空間則放在內(nèi)部RAM中;對(duì)于只在初始化時(shí)使用的段，其LOAD和RUN空間都放在FLASH中;而對(duì)于非初始化變量，其LOAD和RUN空間都安排在內(nèi)部RAM中。當(dāng)然，如果存儲(chǔ)空間充足時(shí)，也可統(tǒng)一將LOAD空間放在FLASH中，而把RUN空間放在內(nèi)部RAM中。根據(jù)上述內(nèi)容，可以將C64X存儲(chǔ)區(qū)作表1所示的安排。

表1存儲(chǔ)區(qū)分配。

其中，VECS用于存放中斷向量表，BOOT存放二次引導(dǎo)程序。

2.3cmd文件

cmd文件的作用是實(shí)現(xiàn)前兩節(jié)所述的二次裝載代碼、中斷向量表等的存儲(chǔ)空間分配，其主要包含內(nèi)存的劃分以及各程序代碼段的load地址和run地址的分配。常見的cmd文件如下所示:

}

其中，vectors是包含中斷向量表的段;BootLoad是包含二次裝載代碼的段。

2.4引導(dǎo)表的生成

引導(dǎo)表的常用格式如下:

段1的大小

段1的目的地址

段1的內(nèi)容

段2的大小

……

0;

0;

0;

一種方便的生成引導(dǎo)表的方法是，當(dāng)工程文件編譯生成.out文件后，用CCS自帶的hex6x可執(zhí)行程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為用于程序引導(dǎo)的.hex文件。這種方法需要編寫一個(gè)轉(zhuǎn)換命令文件作為hex6x命令的輸入?yún)?shù)，具體如下:

其中l(wèi)en的大小可以查看map文件，只要大于程序和數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度即可。

2.5文件燒寫

將.hex文件燒入ROOM或FLASH中的方法有以下幾種:

(1)使用通用燒寫器寫入。

(2)使用CCS自帶的燒寫工具FlashBurn。

(3)用戶自己編寫燒寫FLASH的程序。

其中，使用通用燒寫器需要文件格式轉(zhuǎn)換且要求燒入的器件是可插拔的;而第三種方法又需要自己編寫代碼，費(fèi)時(shí)費(fèi)力;常用的是第二種方法，這種方法只需稍加改動(dòng)，就可以運(yùn)用于不同的目標(biāo)系統(tǒng)中。這是因?yàn)檫@種方法需要首先FlashBurn提供的工程FBTC的.out文件到目標(biāo)系統(tǒng)中。這個(gè)工程的代碼包含了系統(tǒng)中使用的存儲(chǔ)器的燒寫命令字，而對(duì)于不同的存儲(chǔ)器，該命令字是有差別的。這里要做的就是將工程的控制字宏定義改為自己目標(biāo)系統(tǒng)芯片的控制字，重新編譯鏈接，然后在FlashBurn中選定新生成的FBTC.out文件和待燒入的.hex文件，就可完成文件燒寫。

3外部主機(jī)HPI引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)

選擇這種引導(dǎo)方式時(shí)，外部主機(jī)在DSP內(nèi)核處于復(fù)位狀態(tài)，但芯片其他部分已經(jīng)脫離復(fù)位狀態(tài)時(shí)，通過HPI接口訪問DSP的全部存儲(chǔ)空間和外設(shè)寄存器。當(dāng)主機(jī)完成代碼裝載和初始化后，置HPIC寄存器中的DSPNIT位為1使內(nèi)核脫離復(fù)位狀態(tài)，然后從0地址處開始運(yùn)行，具體流程如圖1所示。

圖1HPI引導(dǎo)流程圖。

這種方式也需要如ROMBOOT方式一樣生成.hex文件，生成方法和上述大致相同，只是由于有了外部主機(jī)的參與，可以將程序代碼性裝載到片內(nèi)RAM中，沒有1KB的限制，因而無需二次啟動(dòng)代碼，只需在0地址處添加跳轉(zhuǎn)指令，使得DSP