大容量無(wú)線傳輸技術(shù)中高性能DSP的啟動(dòng)方法

摘要：大容量無(wú)線傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴高性能數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）。大多數(shù)C6000 系列 DSP 采用ROM (FLASH) 啟動(dòng)方式。采用ROM 啟動(dòng)方式時(shí)，C6000 系列DSP 在上電后會(huì)自動(dòng)拷 貝存儲(chǔ)于FLASH 中的1K 字節(jié)代碼到內(nèi)存中。然而DSP 的程序往往大于1K 字節(jié)，這時(shí)就需設(shè) 計(jì)一個(gè)二級(jí)bootloader 來(lái)輔助完成程序的加載。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種C6000 系列DSP 的 啟動(dòng)方法，重點(diǎn)研究了二級(jí)bootloader 的設(shè)計(jì)，如何將程序編譯生成的目標(biāo)文件轉(zhuǎn)換成基 于FLASH 格式的文件，以及如何將基于FLASH 格式文件燒寫入FLASH。實(shí)踐證明，該方法性 能穩(wěn)定，可移植性好，具有較大的工程應(yīng)用價(jià)值。

1 引言

在極低譜密度，高頻譜利用率的大容量無(wú)線傳輸技術(shù)中，高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理成為技術(shù)的 關(guān)鍵。目前市場(chǎng)上，能滿足對(duì)高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理的需要有具有良好的可編程性的器件主要有 DSP 和FPGA。

TMS320C6000 系列DSP 是TI 公司推出的一種高性能的數(shù)字信號(hào)處理器，包含定點(diǎn)和浮 點(diǎn)兩個(gè)系列，其中定點(diǎn)系列包括TMS320C62xx 和TMS320C64xx，浮點(diǎn)系列包括TMS320C67xx。 C6000 系列DSP 有三種啟動(dòng)方式：

（1） 主機(jī)啟動(dòng)

如果選擇主機(jī)啟動(dòng)模式，在復(fù)位信號(hào)結(jié)束后，DSP 的CPU 被內(nèi)部“阻塞”而其他部分都 被釋放。在此期間，一個(gè)外部的主機(jī)在必要時(shí)可以通過(guò)主機(jī)接口初始化CPU 的內(nèi)存空間，包 括配置與啟動(dòng)相關(guān)的內(nèi)部寄存器。一旦主機(jī)完成了所有必須的初始化，它必須將HPIC 寄存 器的DSPINT 位置“1”來(lái)完成啟動(dòng)過(guò)程。在程序加載完后，CPU 被從“阻塞”中喚醒，然后 從地址0 處執(zhí)行指令。在CPU 被喚醒后，CPU 需要將DSPINT 位清零[1]。

（2） ROM 啟動(dòng)

如果采用ROM 啟動(dòng)模式，則C6000 系列的DSP（C621x/C671x/C64x）復(fù)位后自動(dòng)從CE1 空間的起始處拷貝1K 字節(jié)的代碼到內(nèi)存空間。該拷貝過(guò)程由EDMA 完成，使用默認(rèn)的Rom 時(shí)鐘。在此過(guò)程中CPU 一直處于“阻塞”狀態(tài)，直到拷貝完成后才被被喚醒，然后從地址0 處開始執(zhí)行程序[1]。

（3） 無(wú)啟動(dòng)

如果選擇無(wú)啟動(dòng)模式，CPU 復(fù)位后直接從地址0 處開始執(zhí)行指令。 C6000 系列DSP 的器件配置情況決定了選擇的啟動(dòng)方式。具體來(lái)說(shuō)就是DSP 的啟動(dòng)模式 管腳（boot mode pins）接上拉還是下拉電阻。以C6416 為例，BEA[19：18]是啟動(dòng)模式管 腳，它們?nèi)〔煌�的值（上拉電阻代�?ldquo;1”，下拉電阻代表“0”）代表的含義如表1-1 所示：

如果DSP 的程序小于1K 字節(jié)，那么上述ROM 啟動(dòng)機(jī)制已經(jīng)可以完成程序的加載。然而 事實(shí)上大部分DSP 的程序會(huì)大于1K 字節(jié)，這時(shí)就需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)特定啟動(dòng)程序來(lái)完成更多代 碼的加載。該特定啟動(dòng)程序又被稱作二級(jí)bootloader[2]。

在需要二級(jí)bootloader 的程序中，這段特定啟動(dòng)代碼通常駐留在ROM 存儲(chǔ)器的起始位 置以便在DSP 復(fù)位后能自動(dòng)被加載到內(nèi)存地址0 處。當(dāng)1K 字節(jié)代碼被加載完畢后，CPU 開 始從地址0 處執(zhí)行，也就是執(zhí)行二級(jí)bootloader 的內(nèi)容。二級(jí)bootloader 的功能就是將程 序的剩余部分拷貝到內(nèi)存中。

2 啟動(dòng)方法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

采用二級(jí)bootloader 的DSP 啟動(dòng)方法的實(shí)現(xiàn)大體分為四步：配置存儲(chǔ)器；編寫 secondary bootloader 代碼；編譯程序，轉(zhuǎn)換目標(biāo)文件的格式；將程序燒寫進(jìn)FLASH。圖1 為實(shí)施該啟動(dòng)方法的硬件平臺(tái)示意圖，其中DSP 的型號(hào)選擇C6416，F(xiàn)LASH 的型號(hào)選擇 AM29LV800B。

2.1 配置存儲(chǔ)器

2.1.1 定義存儲(chǔ)器分區(qū)

為了實(shí)現(xiàn)使用二級(jí)bootloader 的ROM 啟動(dòng)，需要將FLASH 劃分為FLASH_BOOT, FLASH_REST 兩個(gè)區(qū)。這兩個(gè)區(qū)分別存儲(chǔ)由on-chip bootloader 拷貝的程序段和由secondary bootloader 拷貝的程序段。對(duì)于BIOS 程序，Memory 段的定義在MEM（Memory Section Manager）對(duì)象里。對(duì)于非BIOS 程序，Memory 段定義在linker command file 中。一個(gè)C6416 的Memory 段定義的例子如下所示：

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