基于TMS320VC5509A的HPI引導(dǎo)過程的實(shí)現(xiàn)

【摘要】TI的TMS320VC5509A DSP芯片提供了幾種不同的引導(dǎo)配置，不同的配置決定了DSP復(fù)位后的初始化和代碼引導(dǎo)方式。本文就TMS320VC5509A DSP的HPI引導(dǎo)過程進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括HPI的一級(jí)引導(dǎo)和二級(jí)引導(dǎo)，最后給出了HPI二級(jí)引導(dǎo)的軟件和硬件的具體實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】TMS320VC5509A;HPI;引導(dǎo)過程

Abstract：The TI TMS320VC5509A DSP chip provides several different boot configurations that determine the DSP initialization and boot way in which resetting code is used. This article carried out a detailed designof theTMS320VC5509A HPI boot process， including primary and secondary HPI boot process， and finally gives the software and hardware Implementationof the HPI secondary boot.

Keywords：TMS320VC5509A;HPI;Boot Process

1.概述

TMS320VC5509A的主機(jī)接口HPI（Host Port Interface）是TI公司為了滿足DSP與其他微處理器接口通信而專門設(shè)計(jì)的16/32位寬度并行接口。主機(jī)處理器可以通過它直接訪問DSP的整個(gè)內(nèi)存空間。

2.DSP的BOOT引導(dǎo)

DSP的BOOT引導(dǎo)是指系統(tǒng)加電或復(fù)位時(shí)，DSP將一段存儲(chǔ)在外部的非易失性存儲(chǔ)器的程序代碼通過DMA方式拷貝到內(nèi)部的高速內(nèi)存中運(yùn)行。這樣既能擴(kuò)展DSP有限的存儲(chǔ)空間，又能充分發(fā)揮DSP內(nèi)部資源的效能。

DSP的引導(dǎo)過程[1]為：1）DSP復(fù)位后，通過DMA方式將外部CE1空間的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部程序空間地址0處，讀入數(shù)據(jù)的多少因芯片而異。 2）DSP推出復(fù)位狀態(tài)，開始執(zhí)行內(nèi)部程序空間地址0處的程序，這段程序先將外部主程序數(shù)據(jù)讀入到DSP內(nèi)部程序空間相應(yīng)地址，然后跳轉(zhuǎn)到主程序運(yùn)行。第一步是由芯片自動(dòng)完成，關(guān)鍵是第二步，用戶需要編寫相應(yīng)的程序，實(shí)現(xiàn)二級(jí)引導(dǎo)，即用戶主程序的裝載。

為了適應(yīng)不同系統(tǒng)的需要，TMS320-VC5509A提供了不同的引導(dǎo)方式，比如EMIF接口引導(dǎo)方式、串口引導(dǎo)方式、SPI接口引導(dǎo)方式、HPI引導(dǎo)方式和USB引導(dǎo)方式[1]等等，其中主機(jī)接口（HPI）引導(dǎo)以其操作簡(jiǎn)便，硬件接口簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)被廣大用戶所選用。

3.DSP中HPI引導(dǎo)過程

在我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，需要用到HPI接口，再用它做為引導(dǎo)方式，以提高系統(tǒng)硬件的利用率，同時(shí)避免采用其他引導(dǎo)方式帶來的附加的硬件設(shè)計(jì)。

3.1 DSP一級(jí)引導(dǎo)

實(shí)際上，TMS320VC55x系列DSP的片內(nèi)固化的Bootloader程序中已經(jīng)包含了HPI的一級(jí)引導(dǎo)程序。boot通過復(fù)位時(shí)設(shè)置引腳BOOTM[3：0]為0101b來實(shí)現(xiàn)HPI引導(dǎo)，在這種引導(dǎo)方式中，外部主機(jī)可以直接將代碼和數(shù)據(jù)加載到DSP存儲(chǔ)器。當(dāng)主機(jī)完成應(yīng)用程序的加載后，它將入口點(diǎn)字節(jié)地址和非0等待標(biāo)志值寫到字地址0060h和0061h中.通知CPU開始執(zhí)行，當(dāng)檢測(cè)到等待標(biāo)志位為非0值時(shí)，CPU從指定的人口點(diǎn)開始執(zhí)行，從而結(jié)束HPI方式的引導(dǎo)過程。

3.2 DSP二級(jí)引導(dǎo)

一級(jí)boot完成后，程序boot-image可以通過一級(jí)boot程序進(jìn)行二級(jí)boot，這里的代碼和數(shù)據(jù)段地址可以不放DARAM內(nèi)。利用二級(jí)引導(dǎo)程序突破16K字的空間限制，HPI允許主機(jī)訪問內(nèi)部DARAM的字地址范圍是000060h-003FFFh，共16K字的空間。一般來說，16K字的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用，大部分代碼都可能放置在SARAM和片外的程序空間，而這部分空間并不是主機(jī)能夠訪問得到的。DSP程序本身是能夠訪問到所有DSP數(shù)據(jù)空間的，所以主機(jī)可以首先放置一個(gè)體積不大于16K的程序到DSP內(nèi)，再由該程序和主機(jī)協(xié)作完成超出片內(nèi)DARAM的代碼加載。

4.HPI二級(jí)引導(dǎo)程序的設(shè)計(jì)

二級(jí)引導(dǎo)程序的功能就是按照和主機(jī)的某種約定，獲取DSP程序代碼和相應(yīng)地址信息，在DSP所能夠訪問到的存儲(chǔ)器空間生成DSP程序代碼。二級(jí)引導(dǎo)需要實(shí)現(xiàn)的功能比較少，代碼量一般都很小，一般來說，我們把boot-image程序轉(zhuǎn)成bin文件進(jìn)行加載。

如圖2所示為二級(jí)引導(dǎo)程序的實(shí)現(xiàn)流程，用DARAM中的某些單元作為DSP和主機(jī)的握手單元來實(shí)現(xiàn)二級(jí)引導(dǎo)程序。

圖1 二級(jí)boot程序流程圖

握手單元功能如下所示：

0x62：傳輸標(biāo)志，主機(jī)置1表示DSP可讀，置0xffff表示傳輸結(jié)束;

DSP置0表示主機(jī)可寫，置0xaaaa表示通知主機(jī)開始下載。

0x66，0x67：當(dāng)前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)段的目的起始地址。

5.HPI二級(jí)引導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)

5.1 HPI二次引導(dǎo)軟件的實(shí)現(xiàn)

加載成功一級(jí)boot后，首先要啟動(dòng)一級(jí)boot程序，之后開始加載二級(jí)boot。這里寫出主要代碼部分。

1）Load二級(jí)boot。

讀取boot-image bin文件字節(jié)總數(shù)，將所有字節(jié)寫入到REG_BOOT_DATA寄存器中。寫一個(gè)字的數(shù)據(jù)，發(fā)送一條CONFIGURE命令到命令寄存器中。

temp_len=file_size;

temp_len>>=1;

for（i=0;i

{

fread（temp_buf，1，2，boot_file_fp）;

temp_data=temp_buf[0];

temp_data<<=8;

temp_data+=temp_buf[1];

temp_addr=BOOT_DATA_ADDR;

write_addr_reg（temp_addr）;

write_data_reg（&temp_data，1）;

send_dsp_cmd（CMD_CONFIGURE）;

}

2）寫入校驗(yàn)數(shù)據(jù)

將校驗(yàn)數(shù)據(jù)BOOT_CHECK寫入REG_BOOT_DATA寄存器，并發(fā)送CONFIGURE命令到命令寄存器REG_DSP_CMD來完成二級(jí)boot的檢驗(yàn)工作，

temp_addr=BOOT_DATA_ADDR;

write_addr_reg（temp_addr）;

write_data_reg（BOOT_CHECK）;

send_dsp_cmd（DSP_CMD_CONFIGURE）;

3）啟動(dòng)程序

寫PROGRAM_START_ADDR寄存器，將值0x01寫入該寄存器中，然后發(fā)送COMM START命令到命令寄存器來完成程序啟動(dòng)。

temp_addr=PROGRAM_START_ADDR;

write_addr_reg（temp_addr）;

temp_data=0x1;//啟動(dòng)boot-image

write_data_reg（temp_data）;

send_dsp_cmd（0x0B）;

5.2 HPI引導(dǎo)過程在硬件上的實(shí)現(xiàn)

在這里用的硬件是at91sam9260 arm芯片作為主CPU[2]，與Ti公司的TMS320VC- 5509A dsp芯片[3]，其硬件連接圖如圖2所示。

圖2 ARM9260與DSP 5509A的HPI硬件連接

圖3 HPI引導(dǎo)過程顯示打印說明圖

具體實(shí)現(xiàn)分為兩步：

1）編寫轉(zhuǎn)換工具具把COFF文件轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制（BIN）文件。首先在PC機(jī)上調(diào)試好二級(jí)引導(dǎo)程序和DSP應(yīng)用程序（COFF格式），然后從COFF格式文件中提取有用信息，將其轉(zhuǎn)換成BIN文件，并將這些文件存放到主機(jī)的Flash中。

2）利用主機(jī)程序?qū)IN格式的文件下載到DSP存儲(chǔ)器中。系統(tǒng)啟動(dòng)后.主機(jī)從Flash中獲取二次引導(dǎo)程序的BIN數(shù)據(jù)，通過（下轉(zhuǎn)第21頁(yè)）（上接第19頁(yè)）HPI將其下載到DSP的DARAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，下載完成后通知DsP啟動(dòng)運(yùn)行二級(jí)引導(dǎo)程序;然后主機(jī)從其Flash中獲取DSP應(yīng)用程序的BIN數(shù)據(jù)，通過HPI將其分段放入DSP的DARAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi);二級(jí)引導(dǎo)程序根據(jù)主機(jī)寫入的段數(shù)、目的地址和長(zhǎng)度，最終完成DSP應(yīng)用程序的正確定位;最后啟動(dòng)DSP應(yīng)用程序。

這里以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子為例，二級(jí)boot為一個(gè)電燈程序采用超級(jí)終端顯示加載成功的文字顯示，見圖3，完成加載后，可以在DSP段的XF（101腳）引腳發(fā)送一個(gè)方波信號(hào)，通過示波器檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)二級(jí)boot程序啟動(dòng)成功。

6.結(jié)論

對(duì)于DSP引導(dǎo)方式，用戶可以根據(jù)自己工作中DSP目標(biāo)系統(tǒng)的需求，靈活選用。這個(gè)系統(tǒng)中，我們采用HPI引導(dǎo)方式，提高系統(tǒng)硬件利用率，程序代碼的編寫不再受DSP空間的限制，可采用二級(jí)boot的方式，通過主機(jī)進(jìn)行讀寫，方便，可靠，這種方法在很多系統(tǒng)中都已經(jīng)得到應(yīng)用，使用效果非常不錯(cuò)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：謝于晨（1983—），女，碩士，現(xiàn)供職于江西科技學(xué)院，主要研究方向：嵌入式開發(fā)，移動(dòng)通信等。