基于DSP的外部存储器引导方法实现

2011-09-21 11:55:10来源: 电子产品世界

  TI公司的高速数字信号处理器TMS320C6000系列DSP支持并行处理,采用甚长指令字(VLIW)体系结构,内部设置有8个功能单元(两个乘法器和6个ALU),8个功能单元可并行操作,最多可以在一个周期内同时执行八条32位指令。指令操作为“流水线”工作方式。应用高性能DSP可以大大提高数据密集型应用系统的性能,能快速完成滤波、卷积、FFT等数字信号处理或进行更复杂的运算,在现代信 内部结构上的差异,TMS320C6000系列与TMS320C54系列的引导方式有很大差别。在开发应用TMS320C6000系列DSP时,许多开发者,尤其是初涉及者对DSP ROM引导的实现有些困难,花费许多时间和精力摸索。笔者结合开发实例,介绍了实现外部存储器引导的具体方法。

  DSP的引导过程

  DSP系统的引导(BOOT)是指系统加电或复位时,DSP将一段存储在外部的非易失性存储器的程序代码通过DMA方式拷贝到内部的高速内存中运行。这样既能扩展DSP有限的存储空间,又能充分发挥DSP内部资源的效能。用户的代码也可以通过掩膜方式写入到DSP内部ROM中,但这样受容量和价格的限制,且不便于扩展和升级。

  DSP的引导过程如下:

  1) DSP复位后,通过DMA方式将外部CE1空间的数据读入到内部程序空间地址0处,读入数据的多少因芯片而异(TMS320C6712一次只拷贝1KB)。

  2) DSP推出复位状态,开始执行内部程序空间地址0处的程序,这段程序先将外部主程序数据读入到DSP内部程序空间相应地址,然后跳转到主程序运行。

  第一步是由芯片自动完成,关键是第二步:用户需要编写相应的汇编程序,实现二次引导,即用户主程序的装载。

  引导失败的原因分析

  (1)链接命令文件(.cmd)文件

  链接命令文件定义了链接的参数,描述系统生成的可执行代码各段的段名及映射到目标板的物理空间。当这些段的起始地址或段的长度编写错误时,引导程序就可能发生错误。

  (2)可执行代码的二进制文件格式

  用户的程序在CCS开发环境下编译生成COFF文件格式,仿真过程中可以直接加载COFF文件运行。但当调试仿真通过后,目标板要脱离CCS环境独立运行时,可执行代码就需要转换为二进制文件格式,保存在目标板的外部存储器上。转换时需要使用正确的配置文件。

  (3)目标板的硬件电路(引导模式,系统时钟)

  目标板的硬件电路也会影响引导程序的正常运行,如设置的引导模式与实际的外部存储器不符,系统时钟电路不工作,复位信号恒有效等。

  下面结合TMS320C6212的开发实例,具体介绍外部存储器引导的实现。

  ROM引导实例

  TMS320C6212是TMS320C6201的简化版芯片,内部资源相对较少,工作频率相对较低,但其价格低廉,具有很高的性能价格比。TMS320C6212的工作频率可达150MHz,最高处理能力为900MIPS,很适合中小型系统开发。

  由于FLASH是一种高密度、非易失的电擦写存储器,系统采用FLASH作为外部存储器。除了专用的硬件编程器可以把二进制代码写入FLASH中,还可以利用DSP的调试系统,通过软件编程写入。DSP与FLASH的接口连接如图1所示。

  

《转》DSP引导功能的使用

 

  系统工程在CCS开发环境下使用C语言编程,这样可以缩短开发周期,提高工作效率,并具有移植性好的优点。引导工程的文件流程如图2所示。

  

《转》DSP引导功能的使用

(1) 中断向量表 vectors.asm

 

  中断向量表缺省保存在DSP芯片内部RAM的0地址开始的0x200字节空间,上电或复位后,芯片自动运行复位中断。因此,复位中断向量设置为引导程序(_boot)的入口地址,引导程序的主体在boot.asm中定义。部分程序如下:

  .ref _boot ;调用引导程序

  .sect “.vectors” ;段声明

  RESET_RST: ;复位中断向量

  mvkl .S2 _boot, B0 ;装载引导程序地址

  mvkh .S2 _boot, B0

  B .S2 B0 ;跳转到引导程序执行

  NOP 5

  (2) 自引导的汇编程序 boot.asm

  自引导汇编程序主要是配置基本的寄存器,并将保存在外部FLASH中的二进制程序拷贝到DSP内部的RAM中再执行。由于TMS320C6712自动拷贝1KB,因此起始地址是从0x400开始,汇编程序如下:

  .sect “.boot_load” ;定义数据段

  .ref _c_int00 ;声明外部函数

  .global _boot ;定义全局函数

  _boot:

  ;先设置控制寄存器,如EMIF_GCR等,(略)

  ;拷贝FLASH中的程序到DSP内部RAM

  mvkl 0x00000400, A4 ;A4为RAM地址指针

  || mvkl 0x90000400, B4 ;B4为FLASH地址指针

  mvkh 0x00000400, A4

  || mvkh 0x90000400, B4

  zero A1 ;A1用作计数器

  _boot_loop: ;DSP开始读取FLASH中程序

  ldb *B4++, B5

  mvkl 0x0000F200, B6 ;B6为需要拷贝的字节数

  add 1, A1, A1

  || mvkh 0x0000F200, B6

  cmplt A1, B6, A0

  nop

  stb B5, *A4++

  [B0] b _boot_loop

  nop 5

  mvkl .S2 _c_int00, B0 ;循环结束后,跳转到主函数main执行

  mvkh .S2 _c_int00, B0

  B .S2 B0

  Nop 5

  (3) 主程序 main.c

  主程序是DSP要实现具体功能的主体,其定义的主函数main()经编译后在函数_c_int00中调用,因此在上面的引导程序结束时,将跳转到函数_c_int00,即主函数main执行。

  (4) 链接命令程序 link.cmd

  链接命令程序用于定义系统各存储器的地址及大小,并分配编译后各段到相应的存储空间,link.cmd内容如下:

  -c

  -lrts6201.lib

  MEMORY

  {

  vecs: o = 00000000h =00000200h

  BOOT_RAM: o = 00000200h l = 00000200h

  IRAM: o = 00000400h l = 0000c400h

  CE0: o = 80000000h l = 01000000h

  CE1: o = 90000000h l = 00100000h

  }

  SECTIONS

  {

  .vectors > vecs fill = 0

  .boot_load > BOOT_RAM fill = 0

  .text > IRAM fill = 0

  .stack > IRAM fill = 0

  .bss > IRAM fill = 0

  .cinit > IRAM fill = 0

  .far > IRAM fill = 0

  .sysmem > IRAM fill = 0

  .cio > IRAM fill = 0

  }

  (5) 转换命令程序 convert.cmd

  上面的工程文件经CCS系统编译、汇编后生成可执行COFF文件(.out),它需要转换为二进制文件,再写入到FLASH中。CCS开发系统带有转换程序:

  hex6x.exe 将可执行COFF文件(.out)转换为十六进制文件(.hex)

  hex2bin.exe将十六进制文件(.hex)转换为二进制文件(.bin)

  命令行的格式为:

  hex6x.exe convert.cmd

  hex2bin.exe mboot

  其中convert.cmd内容如下:

  mboot.out ;输入文件名 .out 格式

  -x

  -map mboot.map ;生成映射文件

  -image

  -memwidth 8 ;内存的位宽

  -o mboot.hex ;输出文件名 .hex格式

  ROMS

  {

  FLASH: org = 0, len = 0x10000, romwidth = 8

  }

  结束语

  综上所述,实现TMS320C6712的外部内存自引导并不复杂,关键是要理解芯片的自引导过程和程序汇编后各部分的作用,配置好引导代码段和程序代码段的实际物理地址,并且正确地初始化相应的寄存器和变量。

关键字:DSP

编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0921/article_8602.html
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