基于TMS320C6670 Boot Loader的研究與實(shí)現(xiàn)

陳發(fā)堂 肖冬冬 薛堯

【摘要】 軟件在DSP上開發(fā)成熟后，都需要脫離仿真器運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加載功能。眾所周知，多核DSP的啟動(dòng)與單核啟動(dòng)區(qū)別很大，涉及到二級引導(dǎo)和核間中斷的問題，針 對于此，本文基于TMS320C6670 四核DSP，對多核程序加載進(jìn)行了研究與實(shí)現(xiàn)。為了快速生成特定格式的多核鏡像，設(shè)計(jì)了一系列TI工具鏈用于添加SPI啟動(dòng)參數(shù)表、DDR3啟動(dòng)表、程序入口地址以及完成程序內(nèi)容格式的轉(zhuǎn)換，最終實(shí)現(xiàn)了DSP的SPI Nor flash 多核啟動(dòng)

【關(guān)鍵詞】 多核啟動(dòng) 數(shù)字信號處理器 核間中斷 啟動(dòng)表

一、引言

在DSP程序的調(diào)試階段，可執(zhí)行文件存放在主機(jī)的硬盤上，調(diào)試時(shí)，由JTAG仿真器將可執(zhí)行代碼加載到DSP的內(nèi)存中調(diào)試。但是，當(dāng)軟件成熟之后準(zhǔn)備上市時(shí)，嵌入式設(shè)備要脫離調(diào)試用的PC獨(dú)立工作。這時(shí)，可以根據(jù)應(yīng)用以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同，選用不同的啟動(dòng)（boot）模式，將可執(zhí)行代碼加載到DSP的內(nèi)部RAM中運(yùn)行[1]。

本文主要介紹了c66x系列DSP多核啟動(dòng)的若干關(guān)鍵技術(shù)與基于Nor flash的SPI接口的加載原理，并設(shè)計(jì)了一系列工具來實(shí)現(xiàn)多核啟動(dòng)。

最終提供一個(gè)方便易行的基于工具鏈?zhǔn)褂玫亩嗪思虞d方案。該方案很好地解決了c66x 的多核加載，具有一定的參考意義。

二、多核啟動(dòng)的若干關(guān)鍵技術(shù)

2.1啟動(dòng)參數(shù)表

對于C66x系列DSP，固化在ROM上的BootLoader程序會初始化core0最后的0xD23F 個(gè)字節(jié)，存儲啟動(dòng)過程中的配置信息，即啟動(dòng)參數(shù)表，決定啟動(dòng)的流程[3]。

2.2 Boot magic 地址

每個(gè)核都有一個(gè)Boot magic地址，存放環(huán)境入口點(diǎn)_c_ int00（）的地址。對于多核DSP，存在局部地址和全局地址之分，每個(gè)核的Boot magic地址為本地L2地址的最后一個(gè)字。當(dāng)檢測到Boot magic 地址為0時(shí)，核處于空閑態(tài)，直到地址值不為0時(shí)，相應(yīng)核跳出空閑態(tài)，轉(zhuǎn)到Boot magic 地址處執(zhí)行應(yīng)用程序。

三、TMS320C6670多核啟動(dòng)原理

多核啟動(dòng)一般都需要進(jìn)行二次啟動(dòng)，在啟動(dòng)設(shè)計(jì)過程之前，需要將啟動(dòng)代碼寫入片外ROM的前1KB內(nèi)存中，程序代碼寫入片外ROM的1KB之后的內(nèi)存。由于只有核0具有執(zhí)行一級引導(dǎo)的權(quán)限，在啟動(dòng)過程中，核0負(fù)責(zé)程序代碼加載，其它二級核都執(zhí)行空指令，處于等待中斷的狀態(tài)。

四、基于SPI NOR FLASH的多核啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)

4.1多核鏡像生成

在CCSv5 集成開發(fā)壞境下，多核DSP的每個(gè)

核經(jīng)過編譯鏈接后都會生成一個(gè)獨(dú)立的.out可執(zhí)行文件。該文件包含重定位、符號表等一系列輔助信息，格式解析復(fù)雜，一般不直接燒寫到Flash上，而是讓其經(jīng)過一系列工具鏈的轉(zhuǎn)換，刷選掉無用信息，保留有效信息。

多核鏡像由啟動(dòng)參數(shù)表和啟動(dòng)數(shù)據(jù)兩部分組成，其中，啟動(dòng)參數(shù)表為Boot Loader提供了當(dāng)前啟動(dòng)需要知道的一些信息。通過工具鏈的使用，將啟動(dòng)參數(shù)表放置于啟動(dòng)數(shù)據(jù)的前面，從而構(gòu)成一個(gè)完整的多核鏡像。C6670多核鏡像生成流程如圖1所示。

4.2 多核鏡像燒寫

對于多核鏡像的燒寫，我們使用TI提供的MCSDK下的Nor-Writer程序。Nor-Writer工程中有個(gè)nor_writer_input.txt文檔，當(dāng)我們把多核鏡像.dat文件放到Nor-Writer工程目錄下后，我們只需將filen_name改成我們需要燒寫的鏡像名，start_addr改成DDR開始運(yùn)行的地址，然后運(yùn)行程序，便可實(shí)現(xiàn)多核鏡像的燒寫。

五、結(jié)論

本文基于TI的4核DSP TMS320C6670，對多核啟動(dòng)原理進(jìn)行了深入研究，并給出了一種基于工具鏈?zhǔn)褂玫腟PI多核啟動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該研究使得復(fù)雜的多核啟動(dòng)過程清晰明了，工具鏈的使用也大大降低了開發(fā)難度，對多核啟動(dòng)的開發(fā)可以提供一定的參考。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 牛金海.TMS320C66x KeyStone 架構(gòu)多核DSP入門與實(shí)例精解[M]. 上海：上海交通大學(xué)出版社，2014.

[2] 陶永燕.基于TI C66 多核 DSP 技術(shù)的研究與應(yīng)用[D].北京：北京郵電大學(xué)，2012.

[3] 蘇保禹.基于TI-C6678的多核DSP圖像處理系統(tǒng)研究[D].中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）， 2014.