基于PCI總線的DSP系統應用程序的更新

摘要： 當需要更新DSP業務系統的應用軟件時，為了避免利用仿真器所帶來的不便和硬件損壞，采用了PCI總線技術來取代仿真器，完成系統應用程序的更新；針對帶有外圍FLASH的DSP系統，設計了一整套DSP外圍FLASH啟動流程和應用程序的PCI更新方法；通過實驗證明，DSP業務系統可以通過上位機利用PCI總線完成DSP外圍FLASH的應用程序的更新，同時在DSP上電啟動時，也可以根據上位機的命令，選擇貯存在FLASH中不同的應用程序加載運行。

關鍵詞： DSP業務系統； PCI； FLASH自舉； 二級引導

中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）06?0113?05

在DSP嵌入式業務系統設備中，一般采用片外FLASH自舉方式來實現DSP端應用程序的加載和啟動[1]。 當DSP業務系統需要更新應用程序時，則可通過仿真器連接JTAG口來控制DSP，完成DSP外圍FLASH的應用程序更新。然而，對于成型、交貨的設備產品，DSP業務系統板上一般不會留有JTAG口，或在機箱中很難插拔仿真器；另一方面，對已交貨產品經常插拔仿真器，會對硬件設備有所損傷，使設備硬件處于非控狀態。

如果系統設計使用了PCI作為系統通信總線，則可以通過PCI來完成DSP業務系統應用程序的更新和加載。本設計以TI公司TMS320C6416T（簡稱C6416）芯片為例，來說明通過PCI總線來更新DSP系統應用程序的過程；同時本文也設計了一種C6416的上電啟動方式。

1 C6416的PCI特性

1.1 C6416 PCI傳輸機理

從圖1可看出，PCI和EMIF接口都是通過EDMA傳輸控制器來與L2存儲器/Cache聯系的。EDMA傳輸控制寄存器主要用來控制L2存儲器和設備外圍間的數據通信，包括傳輸請求隊列、地址產生器等[3]；而通道控制器是用戶可編程部分，用戶可以設置相應的寄存器，方便的設置數據傳輸方式（一維、二維）、事件觸發選擇、傳輸通道選擇等。

1.2 C6416 PCI操作原理

C6416的PCI操作可以設置為：

主模式寫：DSP主設備通過PCI接口寫數據到外部PCI從設備。

主模式讀：DSP主設備通過PCI接口從外部PCI從設備讀數據。

從模式寫：外部PCI主設備通過PCI接口寫數據到DSP從設備。

從模式讀：外部PCI主設備通過PCI接口從DSP從設備讀數據。

1.2.1 C6416 PCI寄存器

PCI接口有以下3種寄存器：PCI配置寄存器，PCI I/O寄存器和映射在DSP存儲空間的PCI控制狀態寄存器。前兩類寄存器只能被外部主機訪問，DSP從機是不能訪問的；而最后一類寄存器，DSP從機是可以訪問的，并利用其來完成PCI通信的控制和操作。

PCI配置寄存器包含標準的PCI配置信息，包括設備標識，供應商標識，版本等信息，其可以在上電復位時自動訪問E2PROM進行加載或上電復位時可以通過默認值初始化。

PCI I/O寄存器可以被主機用來對從機進行操作和狀態監控。主機通過base2存儲空間來訪問該類寄存器。該空間大小為16 B，有三個寄存器：主機狀態寄存器（HSR），主機?DSP控制寄存器（HDSR）和DSP頁寄存器（DSPP）。

1.2.2 C6416 PCI存儲器映射

PCI端口通過3種基址寄存器可以完全訪問DSP的存儲器映射。

1.2.3 PCI中斷

如果設置了PCIIEN對應的中斷使能位，當對應的中斷源產生，DSP將進入中斷狀態。所有的中斷事件對應于一個CPU中斷：DSPINT。可以通過PCIIS中斷源寄存器來判斷產生中斷的中斷源。

1.2.4 PCI引導

PCI接口支持從PCI總線引導DSP啟動。當其他設備從復位狀態喚醒后，CPU被復位。在此期間，PCI主機可以盡可能的通過PCI初始化DSP內存。當PCI主機完成所需要的初始化工作，則向I/O寄存器HDCR.DSPINT位寫1，使DSP核退出復位。DSP則從地址0處開始運行。值得注意是的是，當C6416使用PCI引導方式時，需要通過硬件設置來配置DSP上電邏輯選擇PCI引導模式。

2 利用PCI總線來更新系統軟件的設計

2.2 PCI上電直接加載應用程序到DSP存儲空間

對于PCI總線上的從DSP設備，如果沒有片內或片外FLASH，則PCI主機在上電時可以直接把從DSP設備的應用程序數據寫到DSP的片內RAM或片外RAM，然后指定DSP PC指針運行的起始地址。而從DSP設備應用程序的數據應當存放在PCI主機的系統存儲設備中（如片外FLASH，電子盤等）。

首先通過調試編譯DSP的應用程序，完成所有功能需求，生成C6416可執行的.out文件；然后利用上述工具，生成.out文件所對應的.h文件，該文件中數組的內容，則是應用程序的二進制代碼數據；接著通過硬件管腳電平控制，來使DSP處于PCI引導方式，并利用DSP PCI從寫模式，在系統上電后，主機把.h中的數據傳輸到指定的C6416程序存儲空間；最后向I/O寄存器HDCR.DSPINT位寫1，使DSP核退出復位，C6416則從0地址開始運行。

2.3 利用PCI總線完成從DSP設備外圍FLASH應用程序的更新

更多的嵌入式設備中，從DSP設備都接有外圍的FLASH等ROM設備，用來存放DSP運行的應用程序。這樣一方面可以減少PCI主機存儲空間的壓力，同時可以提高從機的啟動速度。

2.3.1 C6416的FLASH啟動方式

2.3.2 C6416從機的啟動模式設計

第一步：當C6416上電后，首先自動完成A搬移操作，“Bootload程序”將被搬移到C6416片內RAM的0起始地址，后開始運行該段代碼，該段代碼是利用匯編語言編寫，其在C語言庫初始化前被執行；

第二步：“Bootload程序”的運行將會配置C6416的EMIF寄存器，使能片外SDRAM，同時使B搬移操作完成：“程序選擇搬移代碼”將被搬移到C6416片內RAM，并從程序入口地址開始執行該代碼段；

第三步：“程序選擇搬移代碼”的執行將對業務代碼進行選擇，查看需要加載“業務代碼1”還是“業務代碼2”，把選擇的業務代碼搬移到片外SDRAM中，完成C搬移操作或D搬移操作，然后從程序入口地址開運行，從而被選中的業務代碼將被執行。

2.3.3 利用PCI總線更新FLASH中的業務代碼

3 結 語

本文介紹的利用PCI總線更新DSP業務系統應用程序的設計，完全擺脫了JTAG口的制約，利用具有高速數據通信特性的PCI總線，針對包含外圍FLASH和不包含外圍FLASH的DSP業務系統，實現了應用程序的更新。

特別對于含有外圍FLASH的DSP業務系統，本文設計的DSP啟動方式和FLASH應用程序更新流程，能高效地完成應用程序的更新，同時實現了DSP啟動時應用程序加載的選擇。

參考文獻

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