基于ADSP218x系列和TMS320C62x系列實現串行引導方案的設計

引言

在某型光電跟蹤產品中，由于需要對抗各種人工干擾和背景干擾，使得導引系統需要處理的信息量成倍增加，對導引系統的實時處理性能提出了更高的要求。針對這種情況，導引系統采用了雙DSP系統的信息處理方案，DSP選用AD公司的ADSP218x和TI公司的TMS320C62x。ADSP218x進行目標信號的采樣和外圍控制信號的輸入、輸出，TMS320C62x專門進行目標的鑒相、各種抗干擾算法的計算，這樣TMS320C62x不受外設服務中斷影響，可以更好地發揮計算效率，提高了導引系統的實時處理性能。本文針對ADSP218x系列和TMS320C62x系列組成的雙DSP系統，提出了一種串行引導方案，同時給出了其硬件及軟件的具體實現方法。

1 DSP引導模式

1．1 TMS320C62x引導模式

TMS320C62x系列DSP提供了三種引導方式：

（1）無引導過程：DSP直接從地址0開始執行代碼；

（2）ROM方式引導：由DMA／EDMA控制器從外部CE1空間中的ROM中拷貝固定數量的代碼到地址0，啟動時也可選擇ROM的寬度，拷貝結束后，CPU從地址0開始運行；

（3）HPI方式引導：由外部主機通過HPI對芯片的存儲器空間進行初始化，初始化結束后，外部主機通過HPI中斷喚醒TMS320C62x，CPU開始從地址0運行。

所有這些設置項都是在芯片復位的時候才進行檢查。一旦復位信號有效（reset=0），所有的三態輸出管腳恢復為默認狀態，然后在reset信號的上升沿處檢查設置管腳BOOTMODE［4：0］的狀態，自舉邏輯開始生效。

1．2 ADSP218x引導模式

ADSP218x系列DSP提供了三種引導方式：

（1）無引導過程：DSP直接從地址0開始執行代碼；

（2）BDMA方式引導：復位后DSP以BDMA方式首先從字節存儲空間拷貝前32字的程序代碼，拷貝完程序從程序存儲地址0開始執行代碼。

（3）IDMA方式引導：復位后DSP以IDMA方式可以存取任意數量的內部存儲空間，當內部程序存儲地址0被寫入時，程序從程序存儲地址0開始執行代碼。

以上設置都是在芯片復位的時候才進行檢查，當復位信號有效時（reset=0），所有的三態輸出管腳恢復為默認狀態，然后在reset信號的上升沿處檢查設置管腳MODE［A：D］的狀態，自舉邏輯開始生效。

1．3 雙DSP系統串行引導模式

根據以上兩種DSP的引導模式，選用串行引導模式，即把TMS320C62x作為主處理機，外圍接8位寬的FLASH，采用ROM方式引導，TMS320C62x和AD-SP218x的程序都固化在FLASH中，ADSP218x作為從處理機，采用IDMA方式引導，并且兩個DSP之間的通訊也采用IDMA方式。這樣TMS320C62x可以把ADSP218x作為一個存儲區來訪問，既去掉了握手軟件，提高了工作效率，又可以去掉ADSP218x外圍的FLASH，減少了硬件花銷。主要硬件連接示意圖如圖1所示。

雙DSP系統串行引導的過程如下：系統上電后，TMS320C62x從位于CE1空間FLASH中以ROM引導的方式復制一定數量的TMS320C62x程序至地址為Ox00000000的內部程序存儲空間。當程序復制完畢后，TMS320C62x開始從0x00000000起始的程序地址開始執行程序，利用這段程序，把剩下的程序從FLASH中讀出，TMS320C62x進入到正常工作狀態。然后TMS320C62x負責將存儲在FLASH中的ADSP218x的運行程序讀出，通過IDMA接口發送至ADSP218x的片內PM存儲區，執行對ADSP218x的程序裝載。當ADSP218x引導完畢后，ADSP218x運行裝入的程序進入正常的工作狀態，至此系統串行引導完畢。

2 雙DSP系統串行引導的實現

2．1 硬件連接

TMS320C62x的低16位數據線ED15～0與ADSP218x的IAD15～0連接，TMS320C62X的低8位數據線ED7~0與FLASH的數據線D7～0連接。TMS320C62x的BOOTMODE［4：0］引腳配置如下：

由于TMS320C62x與ADSP218x的IDMA通訊控制需要譯碼，因此加了一片CPLD，硬件連接圖如圖2所示。片內的邏輯方程為：

2．2 TMS320C62x啟動程序代碼的創建

TMS320C62x啟動程序代碼包含以下幾個部分。

2．2．1 中斷向量表vectors．asm

中斷向量表缺省保存在TMS320C62x內部RAM的從0地址開始長度為0x200字節的空間，上電或復位后，芯片自動運行復位中斷。因此，復位中斷向量中應包含跳轉到引導程序（_boot）的語句，引導程序的主體在boot．asm中定義。部分程序如下：

2．2．2 自引導的匯編程序boot．asm

自引導匯編程序主要是配置基本的寄存器，并將保存在外部FLASH中的二進制程序拷貝到DSP內部的RAM中再執行。匯編程序如下：

2．2．3 主程序main．c

主程序是DSP要實現具體功能的主體，其定義的主函數main（）經編譯后在函數_c_int00中調用，因此在上面的引導程序結束時，將跳轉到函數_c_int00，即主函數main執行。另外在主程序中，還要包含把ADSP218x的應用程序從FLASH傳送到ADSP218x內部存儲區的子程序。

2．2．4 鏈接命令程序link．cmd

鏈接命令程序用于定義DSP系統各存儲區的開始地址及大小，并分配編譯后各段到相應的存儲空間，link．cmd內容如下：

2．3 TMS320C62X通過IDMA接口把ADSP218x程序拷貝到內部存儲器的方法

從TMS320C62x來看，IDMA接口只有三個寄存器，分別是IDMA控制寄存器IDMA_IAL，IDMA讀數據寄存器IDMA_IRD和IDMA寫數據寄存器ID-MA_IWR。

該三個寄存器的定義如下：

訪問ADSP218x的內存單元一般需要三個步驟：

第一步：向IDMA控制寄存器寫該數據單元所在的頁面。編程只需要向IDMA_IAL控制寄存器寫入恰當控制字即可。例如要向APSP218x的PM區的第5頁寫數據，則應該有下面的命令：

IDMA_IAL=0x8050；

第二步：向IDMA控制寄存器寫該數據的地址。

如果是PM區，則該數據的地址為當前地址，如果是DM區，必須將當前地址加0x4000。例如要向PM區的0x0809區寫數據，則應該有下面的命令：

IDMA_IAL=0x0809；

如果向DM區寫數據，則有命令：

IDMA_IAL=0x0809+0x4000；

第三步：讀寫數據。如果是讀數據，例如要將數據讀入到unsigned short XX單元，則應該用下面的命令：

XX=（unsigned short）IDMA_IRD；

如果是寫數據，例如要將數據unsigned short YY寫入某地址單元，則應該用下面的命令IDMA_IWR=YY；

注意以后每讀取或寫數據，IDMA接口的地址指針自動加1。

TMS320C62x通過IDMA口，在啟動后把AD-SP218x的應用程序拷貝到ADSP218x的內部存儲器中。ADSP218x的應用程序作為一個asm文件供TMS320C62x應用軟件調用，具體格式為：

2．4 FLASH的在線燒寫

上面的工程文件經CCS系統編譯、匯編后生成可執行COFF文件（．out），它需要轉換成可供CCS調用的數據文件，通過JTAG口在線寫入到FLASH中。利用TI公司的HEX6x．exe工具，將生成的．out文件轉化成．hex輸出文件。由于該HEX6x．exe工具是提供給EPROM編程器的，用EPROM編程器可直接燒寫．hex文件。但對于FLASH的在線系統編程來說，生成的．hex文件不能直接使用，必須再編寫一段程序將．hex的文件頭去掉，分離出數據文件，最后才能由FLASH的在線燒寫程序將最終的數據文件燒寫到FLASH中。

hex6x命令行的格式為：