基于TMS320VC5509A的HPI引導(dǎo)過程的實現(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)過程進行了詳細的設(shè)計，包括HPI的一級引導(dǎo)和二級引導(dǎo)，最后給出了HPI二級引導(dǎo)的軟件和硬件的具體實現(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)計的16/32位寬度并行接口。主機處理器可以通過它直接訪問DSP的整個內(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，DSP將一段存儲在外部的非易失性存儲器的程序代碼通過DMA方式拷貝到內(nèi)部的高速內(nèi)存中運行。這樣既能擴展DSP有限的存儲空間，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)到主程序運行。第一步是由芯片自動完成，關(guān)鍵是第二步，用戶需要編寫相應(yīng)的程序，實現(xiàn)二級引導(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，其中主機接口（HPI）引導(dǎo)以其操作簡便，硬件接口簡單等優(yōu)點被廣大用戶所選用。

3.DSP中HPI引導(dǎo)過程

在我們設(shè)計的系統(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，同時避免采用其他引導(dǎo)方式帶來的附加的硬件設(shè)計。

3.1 DSP一級引導(dǎo)

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

3.2 DSP二級引導(dǎo)

一級boot完成后，程序boot-image可以通過一級boot程序進行二級boot，這里的代碼和數(shù)據(jù)段地址可以不放DARAM內(nèi)。利用二級引導(dǎo)程序突破16K字的空間限制，HPI允許主機訪問內(nèi)部DARAM的字地址范圍是000060h-003FFFh，共16K字的空間。一般來說，16K字的空間遠遠不夠用，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，所以主機可以首先放置一個體積不大于16K的程序到DSP內(nèi)，再由該程序和主機協(xié)作完成超出片內(nèi)DARAM的代碼加載。

4.HPI二級引導(dǎo)程序的設(shè)計

二級引導(dǎo)程序的功能就是按照和主機的某種約定，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器空間生成DSP程序代碼。二級引導(dǎo)需要實現(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文件進行加載。

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

圖1 二級boot程序流程圖

握手單元功能如下所示：

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

DSP置0表示主機可寫，置0xaaaa表示通知主機開始下載。

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

5.HPI二級引導(dǎo)的實現(xiàn)

5.1 HPI二次引導(dǎo)軟件的實現(xiàn)

加載成功一級boot后，首先要啟動一級boot程序，之后開始加載二級boot。這里寫出主要代碼部分。

1）Load二級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）寫入校驗數(shù)據(jù)

將校驗數(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boot的檢驗工作，

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。

temp_addr=PROGRAM_START_ADDR;

write_addr_reg（temp_addr）;

temp_data=0x1;//啟動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)換成二進制（BIN）文件。首先在PC機上調(diào)試好二級引導(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的Flash中。

2）利用主機程序?qū)IN格式的文件下載到DSP存儲器中。系統(tǒng)啟動后.主機從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）（上接第19頁）HPI將其下載到DSP的DARAM存儲區(qū)內(nèi)，下載完成后通知DsP啟動運行二級引導(dǎo)程序;然后主機從其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存儲區(qū)內(nèi);二級引導(dǎo)程序根據(jù)主機寫入的段數(shù)、目的地址和長度，最終完成DSP應(yīng)用程序的正確定位;最后啟動DSP應(yīng)用程序。

這里以一個簡單的例子為例，二級boot為一個電燈程序采用超級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)送一個方波信號，通過示波器檢測，發(fā)現(xiàn)二級boot程序啟動成功。

6.結(jié)論

對于DSP引導(dǎo)方式，用戶可以根據(jù)自己工作中DSP目標系統(tǒng)的需求，靈活選用。這個系統(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boot的方式，通過主機進行讀寫，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。

參考文獻

[1]TIUsing the TMS320VC5503/C5506/C5507/C5509/C5509ABootloader，2008.

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[4]王在淵，田玉敏，李申鵬.HPI在DSP程序引導(dǎo)中的應(yīng)用[J].國外電子測量技術(shù)，2008 （5）.

[5]趙洪亮.TMS320C55x DSP應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計（第2版）[M].北京航空航天出版社，2010.

作者簡介：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)，移動通信等。