基于TMS320C6678的通用嵌入式軟件開發(fā)平臺的研究

殷耀文

[摘? ? ? ? ? ?要]? 論述了基于TMS320C6678 DSP通用嵌入式軟件開發(fā)平臺構建過程，從時鐘、外設、資源分配三個維度的構建進行論述。通用嵌入式軟件平臺具有高度集成性、通用性、可擴展性。平臺的構建成功為使用此款DSP開發(fā)的人員提供了極大的便利性。

[關? ? 鍵? ?詞]? TMS320C6678;通用嵌入式軟件開發(fā)平臺;外設;時鐘;資源

[中圖分類號]? TP319? ? ? ?? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2019）12-0158-02

TMS320C6678是德州儀器公司研發(fā)的一款高性能定點計算和浮點計算數(shù)字信號處理器（DSP），基于TI的KeyStone多核體系結構，集成了八個C66X CORIPAC DSP，每個DSP的主頻為1～1.25 GHz，最高能達到10 GHz主頻。該DSP功耗低，支持高性能信號處理應用，廣泛應用于機器視覺領域、通信、雷達領域、嵌入式分析領域、高端機床領域、多媒體領域、成像領域和計算機處理等領域。

一、概述

由于該DSP高速外設較多，主要有SRIO、PCIe、HyperLink、Gigabit Ethernet、64-Bit DDR3、EMIF、UART。如此多的外設加上時鐘、電源、存儲資源劃分的配置，通常情況下，都是按需選取一兩種外設進行開發(fā)使用。筆者結合多年的嵌入式軟件開發(fā)工作經驗，借鑒軟件無線電的思想，將眾多的外設、時鐘配置、RAM存儲資源整合在一個通用的軟件開發(fā)平臺上。本文將重點論述構建此平臺的過程。

構建此平臺的核心思想是追求通用性與易用性，能確保使用此款DSP芯片的開發(fā)者不用關心芯片的各種外設和使用細節(jié)，開發(fā)者所要做的只是在這個平臺上部署自己的編程邏輯，通過與各種封裝好的函數(shù)來操控DSP，平臺達到了封裝DSP硬件細節(jié)的作用，通過在實際項目過程中的實際應用，極大地簡化了發(fā)者的開發(fā)過程。構建平臺的主要過程為：①選擇CCS V5開發(fā)環(huán)境配置DSP時鐘->②配置DSP的DDR存儲器->③配置UART->④配置配置SPI->⑤配置SRIO->⑥配置EDMA->⑦配置GPIO->⑧配置NDK（千兆網）->⑨配置CFG->配置L1P、L1D、L2->⑩平臺構建完成。通用開發(fā)平臺為CCS V5.3，開發(fā)語言為C語言，庫文件為TI公司的bios_mcsdk_02_00_09_21_setupwin32，下文將按類型分步論述平臺構建的具體過程。

二、時鐘

TMS320C6678 DSP常用的時鐘為1GHz，此外還有1.25GHz和800MHz，本文以配置主頻是1GHz的過程來進行論述，具體配置過程如下：①通過配置pllc_hwSetup存器結構體來設置PLLC硬件參數(shù)->②通過調用CorePllGetHwSetup（）函數(shù)來配置pll ->③通過調用SetPaPllConfig（）函數(shù)配置PA_SS PLL->④配置完成，封裝成Config_pll（）函數(shù)。

上述過程描述了時鐘的配置過程，主要是通過一系列配置寄存器和調用系統(tǒng)函數(shù)完成，最終封裝成配置時鐘的函數(shù)ConfigPll（）函數(shù)供開發(fā)者調用。

三、外設

TMS320C6678 DSP集成了豐富的外設，該通用軟件開發(fā)平臺將眾多的外設集成在一起，以供用戶的不同實際調用需求，開發(fā)過程中的難點，一是各個軟件外設驅動的開發(fā)，二是各外設在軟件平臺集成過程中資源沖突的問題，下文將以幾個代表性的外設論述具體的外設集成過程。

（一）UART

TMS320C6678 DSP擁有一個UART串口，波特率可設置為1115200bps、9600bps、4800 bps等多種速率，主要用途為在數(shù)據量和速率要求較低時的數(shù)據通信和控制外圍設備作用，UART的具體配置過程如下：①通過調用UartInit（）函數(shù)初始化UART外設->②通過調用UartSetBaudRate（）函數(shù)設置UART外設波特率->③通過封UartReadData（）函數(shù)和UartReadData（）函數(shù)設置UART讀寫函數(shù)->④配置完成，封裝成Config_Uart（）函數(shù)。

上述過程表述了外設UART的配置過程，完成對應的配置后，用戶可根據實求通過集成通用平臺調用讀寫函數(shù)（UartReadData（）和UartWriteData（）函數(shù)）完成通信和外圍設備通信和控制功能。

（二）SRIO

SRIO是TMS320C6678 DSP的一個主要外設，具有高速率通信速度，如果配置成4*5GGbps模式，則最高速率可達20Gbps通信速率，同時支持讀寫兩種數(shù)據傳輸模式，是本芯片的主要通信方式，承擔骨干通信的任務，具體配置過程如下所示：①配置CPPI和QMSS設備->②配置SRIO寄存器（通信模式、大小端、速率）->③建立SRIO通信鏈路鏈接->④注冊SRIO中斷函數(shù)->⑤設置SRIO讀寫函數(shù)->⑥配置完成，最終封裝成Config_srio（）初始化函數(shù)、Srio_Send（）數(shù)據發(fā)送函數(shù)、Srio_Read（）數(shù)據接收函數(shù)、Srio_Doorbell（）門鈴發(fā)送函數(shù)、SrioDioIsr（）中斷響應函數(shù)。

通過上述的配置過程，開發(fā)者根據實際需要，調用集成平臺的Config_srio（）初始化函數(shù)、Srio_Send（）數(shù)據發(fā)送函數(shù)、Srio_Read（）數(shù)據接收函數(shù)、Srio_Doorbell（）門鈴發(fā)送函數(shù)、SrioDioIsr（）中斷響應函數(shù)實現(xiàn)TMS320C6678外設SRIO的使用。

四、資源

TMS320C6678 DSP有內部存儲空間（L2SRAM），每個核的地址范圍為（0x00800000-0x00078000），每個核的容量為512K，八個核共計4MB，屬于高速讀寫存儲介質。

外部存儲空間（DDR3），最大容量支持2G，起始地址為（0x80000000），屬于低速大容量讀寫存儲介質。共享存儲空間（MSMCSRAM），地址范圍為（0x0c000000-0x00400000），容量共計4MB，屬于較高速讀寫存儲介質。

根據每種存儲資源的屬性和特性，存儲資源的配置規(guī)則如下：

1.將用戶要求實時性處理最高的數(shù)據、程序段、系統(tǒng)開銷，高速外設配置應該配置內部存儲空間（L2SRAM）;

2.將用戶要求實時性處理較高的數(shù)據、程序段應該配置在共享存儲空間（MSMCSRAM）;

3.將用戶要求實時性處理較低的數(shù)據、代碼段、大容量數(shù)據、低速外設配置在片外空間（DDR3）;

4.L1P和L1D由系統(tǒng)自動分配，按不同存儲區(qū)域對DSP各存儲元素進行了歸類配置，經過實際驗證，DSP在此配置模式下，通用軟件集成平臺能較穩(wěn)定快速的運行。

五、結束語

TMS320C6678是當下一款非常主流多核DSP，此軟件集成開發(fā)平臺將開發(fā)者從繁重的底層設計中“解脫”出來，可以專注于自己算法功能的具體實現(xiàn)。該通用軟件開發(fā)平臺集通用性、便利性、集成性于一體，在實際的科研開發(fā)實踐中，已應用于多個科研開發(fā)機構，并形成一定的標準化思想，下一步準備從優(yōu)化平臺框架入手，開發(fā)出更具輕便性的通用嵌入式軟件開發(fā)平臺。

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編輯 李 靜