TI OMAPL13x, C674x, AM180x，OMAP-L137，C6747，AM170x等芯片上（本文統一以OMAP-L138代稱）有一個PRUSS（Programmable Real time Unit Subsystem），可獨立編程實現一些實時性要求高的個性化需求，實現產品的差異化。本文介紹PRU處理器架構，開發，調試方法。

PRUSS簡介

在系統架構上，PRUSS是連接在OMAPL138內部總線SCR上的一個模塊，與系統中其它主模塊如ARM，DSP一樣，可以訪問芯片上的其它外設，工作在PLL0_SYSCLK2時鐘域，即ARM/DSP 頻率的一半。

圖1 PRUSS框圖

PRUSS包括兩個PRU，通過自己的SCR與子系統的中斷控制器、指令內存、數據內存、以及系統SCR相連。PRU不是一個加速器，它是32-bit Load/Store RISC架構小端處理器，每個PRU有32個通用寄存器R0～R31，4K byte指令RAM，512 byte數據RAM，指令RAM是獨立的，互相之間不能訪問，但數據RAM可以通過映射地址互相訪問；專用的30個輸入引腳和32個輸出引腳（注：OMAPL137系列沒有PRU外部引腳）。PRU沒有Cache、指令流水線、及乘法指令。

1 PRU內存映射

1.1 指令空間

每個PRU獨立的指令空間為0x00000000～0x00000FFF。指令空間由外部主處理ARM/DSP初始化，程序指針PC是32bit字地址，不是字節地址，如PC=2，代表指令地址0x08。

表1 PRU指令空間映射表

1.2 數據空間

每個PRU獨立的512byte數據RAM空間為0x0000~0x01FF，因為數據RAM連接在PRU子系統的SCR上，所以子系統中的其它主模塊也可以訪問到這塊空間，這段內存空間在另一個PRU 上的映射地址為0x2000~0x21FF。

位于數據空間的還有共用的中斷控制器寄存器；PRU控制/狀態寄存器，有各自的地址空間。

表2 PRUSS本地數據空間內存映射表

1.3 全局地址空間映射

PRU局部地址空間在系統全局地址空間映射端口為0x01C30000，如表3所示，PRU可以通過表2的局部地址，也可以通過表3的全局地址訪問PRUSS的數據空間，通過全局地址空間訪問要經過系統SCR2，比通過局部地址空間訪問要慢。PRUSS外部主模塊如ARM，DSP等可通過全局地址空間訪問PRU資源。

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表3 PRUSS全局空間內存映射表

2控制/狀態寄存器

PRU0的控制/狀態寄存器地址位于0x00007000～0x000077FF，PRU1的控制/狀態寄存器地址位于0x00007800～0x00007FFF，寄存器列表如表4所示，各寄存器的詳細說明請參閱[1] 。

表4 PRU控制/狀態寄存器表

2.1 CONTROL控制寄存器

外部主模塊ARM/DSP通過控制寄存器可以控制PRU的運行狀態。

表5 PRU控制寄存器說明表

2.2 STATUS狀態寄存器

狀態寄存即PRU 的程序指針寄存器，與程序的真正運行狀態有一個周期的延時。

2.3 WAKEUP喚醒使能寄存器

在程序執行SLP指令進入睡眠狀態之前，使能WAKEUP寄存器相應的位，當輸入狀態寄存器R31相應的位置1時，即WAKEUP&R31！=0時，喚醒PRU。

2.4 CYCLECNT周期計數器

當CONTROL[ENABLE]=1和CONTROL[COUNTENABLE]=1時，CYCLECNT以PRU時鐘周期計數。當CONTROL[ENABLE]=0或CONTROL[COUNTENABLE]=0時，計數停止。當重新使能時，恢復繼續計數。

2.5 STALLCNT取指停止計數器

當CONTROL[ENABLE]=1和CONTROL[COUNTENABLE]=1，且由于某種原因PRU不能取指令時，STALLCNT開始以PRU時鐘周期計數。其值總是小于，或等于CYCLECNT的值。

2.6 常量表

PRU提供32個常量地址表C0～C31，INTCTER0-INTCTER31是常量表的調試接口，當PRU停止時，外部主模塊讀取INTCTERn即得到常量表Cn的值。通過指令LBCO或SBCO從常量表指向的地址與寄存器之間以簇發方式傳遞數據。指令格式舉例如下：

LBCO ? R2, C2, 5, 8 //從C2+5 的地址讀取8 字節到R2, R3。

SBCO ? R2, C2, 5, 8 //將R2, R3 的數據寫到C2+5 開始的地址。

表6 PRU常量表

在性能上與指令LBBO和SBBO沒有區別，利用常量表可以節省通用寄存器的使用。

0～23號常量表提供的入口地址是固定的，24～31號常量表的域可通過寄存器編程設置：

C24[11:8]通過CONTABBLKIDX0[3:0]設置；??

C25[11:8]通過CONTABBLKIDX0[19:16]設置；

C28[23:8]通過CONTABPROPTR0[15:0]設置；

C29[23:8]通過CONTABPROPTR0[31:16]設置；

C30[23:8]通過CONTABPROPTR1[15:0]設置；

C31[23:8]通過CONTABPROPTR1[31:16]設置。