双片ADSP-21160系统的程序加载设计

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
本文档详细说明了双片ADSP-21160系统的加载,以及如何在VISUAL DSP++集成开发环境中通过DSP将引导程序上载到FLASH中。SHARC系列是美国模拟器件公司(ANALOG DEVICES)的重要芯片系列之一。该系列产品具有很强的数字信号处理能力,多片SHARC芯片可以构成更为处理能力强大的系统,广泛应用于通信,雷达等领域。SHARC系列芯片族包含了ADSP-21060/21061/21601/21065L,以及最新的21160/21161系列。它们共同的特点是不但有强大的处理能力,而且有丰富的接口资源,十分适合多片级联构成功能更复杂的系统。 在多片系统中,如何对多片SHARC DSP进行程序加载是一个比较实际的问题,本文就是从硬件构架和软件流程上对双片ADSP-21160的SHARC系统的加载问题进行分析的。 1. 双片ADSP-21160系统的硬件构架 1.1 双片ADSP-21160的连接 以AD21160N为例。 两片SHARC分别为DSP1和DSP2,相应的ID2"0管脚置为001和010。其中ID为001的是主片,ID为010的为从片。 如果系统采用非主机引导模式,每片的/HBG,/HBR分别置为无效状态(拉高)。 如果加载采用EPROM引导,每片SHARC的/BMS做线或后和EPROM的/CE相连。并且每片的BR1,BR2对应相连,其余BRx置为无效(拉高)。 ACK信号决定了总线权的转移,应该把ACK强制拉高。当ID = 000(单片系统),或者ID = 001(多片系统的主片)的时候,ACK会自动内部拉高。为了保险起见,可以把主片和从片的ACK都在外部强制拉高。否则,会出现总线权不能交给从片的现象。 地址总线和数据总线对应相连,并和EPROM的地址线,数据线相连。 当双片系统加电后,主片ADSP-21160和从片ADSP-21160都是从EPROM中读出256个字节的初始程序段。这256个字节的程序段包含了加载初始化信息,在此段的最后有一张跳转表,显示了不同ID的程序对应的不同的存储地址。SHARC通过读自己的系统寄存器得到自己的ID,然后取出自己所要加载的程序代码的偏移地址。 根据SHARC的总线制裁机制,ID号低的SHARC有较高的优先权,所以ID=001的主片先加载。当第一片加载完毕后,通过BR1通知第二片可以开始加载,总线权转移到ID=010的SHARC。当第二片加载完毕后,通过BR2通知系统,然后此双片系统开始运行程序。 1.2 ADSP-21160与FLASH的连接 FLASH的CE,OE,WE分别与AD21160的BMS,RD,WR相连,其中BMS表示片选信号,WR为写信号,RD为读信号。另外FLASH的地址线和数据线也分别与DSP连接好。 如果把AD21160的MS0~2与FLASH的片选线相连,就是把FLASH成了AD21160的外部扩展存储区。这样会带来方便,首先,可以在VisualDSP++ for SHARC中直接读FLASH里的数据,无需编程读出;其次,可以用直接读写的办法烧写FLASH,还可以用软件控制插入的等待时间。 如果仅用BMS与FLASH相连,那么就只能用DMA的方式进行FLASH的读写操作。 1.3 烧写FLASH的方式 当使用BMS片选FLASH的时候,FLASH作为AD21160的字节存储空间,AD21160只能通过DMA方式访问FLASH。 完成一次DMA传送需对4个存储器映像寄存器进行设置。注意,写FLASH只能使用DMA10。 具体如下: 1.设置BSO,使BMS强制有效,并打开DMA10的中断使能; USTAT1 = DM(SYSCON); BIT SET USTAT1 BSO; DM(SYSCON) = USTAT1; BIT SET MODE1 IRPTEN; BIT SET IMASK EP1I; BIT SET IMASK EP0I; 2.注意对FLASH的写是字节编程,所以要把数据文件转化为8bit的字节形式。每次DMA只能送出一个字节。 3.因为BMS片选FLASH,所以不能对FLASH的读写进行插入等待状态的指令。变通的办法是,DMA次数寄存器设为3或3以上的整数,即对同一个地址连续多次写入同一个字节,等效于插入等待状态,拉宽写使能信号的宽度。 4.有关FLASH读写时序,请参看所使用的FLASH的datasheet,并按照其时序和控制字要求,使用SHARC的汇编指令编写FLASH的烧写程序。该程序可以通过仿真器在SHARC芯片上运行,实现把.dat文件烧写到FLASH中。 2. 双片系统的LDF文件 LDF文件是对系统的存储资源进行说明和定义的文件,双片系统的LDF与单片的LDF有所不同。为了更好的进行双片之间的通信,其LDF文件一般定义如下: ARCHITECTURE(ADSP-21160) 21160系统 SEARCH_DIR( $ADI_DSP\211xx\lib ) 库文件路径 $LIBRARIES = lib160.dlb; COMMAND_LINE_OBJECTS. $OBJECTS = $COMMAND_LINE_OBJECTS; MEMORY //片内存储区定义 { mem_rth { TYPE(PM RAM) START(0x00040000) END(0x000400ff) WIDTH(48) } //程序内存,中断向量表段 mem_pmco { TYPE(PM RAM) START(0x00040100) END(0x000491ff) WIDTH(48) } //程序内存,代码段 mem_pmda { TYPE(PM RAM) START(0x0004db00) END(0x0004efff) WIDTH(32) } //程序内存,数据段 mem_dmda { TYPE(DM RAM) START(0x00050000) END(0x00057fff) WIDTH(32) } //数据内存,数据段 mem_dmex { TYPE(DM RAM) START(0x00800000) END(0x00800fff) WIDTH(32) } //数据存储区,片外数据段 } //以下是对多片(ID1 和ID2)映射空间说明 MPMEMORY { ID1 { START(0x00100000) } //第一片映射到0x00100000 ID2 { START(0x00200000) } //第一片映射到0x00200000 } 下是对共享的外部存储区的声明,比如外挂的SRAM等器件的存储空间 { OUTPUT(shared.sm) SECTIONS { dxe_dmex { INPUT_SECTIONS( shared.doj(sram_da) ) } >mem_dmex } } PROCESSOR ID1 //处理器 ID1 的段定义. { LINK_AGAINST(ID2.dxe) OUTPUT(ID1.dxe) SECTIONS { dxe_rth { INPUT_SECTIONS( ID1.doj(seg_rth) $LIBRARIES(seg_rth)) } >mem_rth dxe_pmco { INPUT_SECTIONS( ID1.doj(seg_pmco) $LIBRARIES(seg_pmco)) } >mem_pmco dxe_pmda { INPUT_SECTIONS( ID1.doj(seg_pmda) $LIBRARIES(seg_pmda)) } >mem_pmda dxe_dmda { INPUT_SECTIONS( ID1.doj(seg_dmda) $LIBRARIES(seg_dmda)) } >mem_dmda } } PROCESSOR ID2 //处理器 ID2 的段定义 { LINK_AGAINST(ID1.dxe) OUTPUT(ID2.dxe) SECTIONS { dxe_rth {INPUT_SECTIONS( ID2.doj(seg_rth) $LIBRARIES(seg_rth)) } >mem_rth dxe_pmco { INPUT_SECTIONS( ID2.doj(seg_pmco) $LIBRARIES(seg_pmco)) } >mem_pmco dxe_pmda {INPUT_SECTIONS( ID2.doj(seg_pmda) $LIBRARIES(seg_pmda)) } >mem_pmda dxe_dmda {INPUT_SECTIONS( ID2.doj(seg_dmda) $LIBRARIES(seg_dmda)) } >mem_dmda } } 通过以上的定义,就实现了在一个LDF文件中声明了两片AD21160的存储空间,以及多片存储区映射(MMS),和共享片外存储区。 3. 烧写双片SHARC的流程实例 新建一个工程,采用以上的LDF文件声明。 然后编写两个.asm文件:ID1.asm,ID2.asm。 这两个.asm文件都有独立的中断向量表,可以独立执行各自的程序。 例如,可以在ID1.asm中让FLAG0和FLAG1输出反相的方波,在ID2.asm中让FLAG2和FLAG3输出另一个频率的反相的方波。 编译通过后,可以找到新生成的可执行文件ID1.DXE,ID2.DXE。 在VISUAL DSP++集成环境中,选择工程属性(Project Option),改变如下: 1.如上图,把Type由DSP executable file改为Loader file; 2.如上图,选定Multiprocessor,就可以在被激活的选择框中选择要使用的.DXE文件。在1处,选择ID1.DXE;在2处,选择ID2DXE。这意味着将对第一片加载ID1.DXE,对第二片加载ID2.DXE。Kernel file选择默认的160_prom.dxe,该文件是由AD提供的加载核文件。在Output file中设定输出文件名(在这里是Two_SHARC.ldr);选定ASCII格式,将产生16bit的数据文件;boot type选定eprom,这将产生适合从eprom中加载的数据文件。 3.一切完成后,进行一次编译。就可以在DEBUG文件夹里找到生成的Two_SHARC.ldr。 4.接好仿真器后,打开FLASH烧写程序,把要烧结的文件名添加到程序中。运行FLASH烧结程序,就把两片加载程序烧到FLASH里了。 5.关闭VisualDSP,拔掉仿真器,重新启动目标板,按下RESET,通过示波器观测第一片DSP的FLAG0和FLAG1,和第二片DSP的FLAG2和FLAG3,检查是否有对应的反相方波输出。如果有,说明双片AD21160加载成功。 4. 结 束 语 美国AD公司的SHARC系列DSP的多片级连能力是其特点之一,从本文介绍的两片系统加载方案可以推知多片SHARC系列DSP芯片系统的加载也是类似的。多片系统同样也要注意系统的硬件架构,包含多片DSP芯片之间的连接方式,总线仲裁机制,以及与FLASH MEMORY之间的连接。软件上对.LDF的设置是关键,它决定了多片DSP之间的相互访问的存储分区。多片SHARC系统会大大发挥该系列芯片强大的浮点处理能力,在通信,雷达等方面有重大应用。 作者联系:hanwei2004@sohu.com
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