基于PCI總線的DSP系統(tǒng)應(yīng)用程序的更新
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1．2 C6416 PCI操作原理
C6416的PCI操作可以設(shè)置為：
主模式寫(xiě)：DSP主設(shè)備通過(guò)PCI接口寫(xiě)數(shù)據(jù)到外部PCI從設(shè)備。
主模式讀：DSP主設(shè)備通過(guò)PCI接口從外部PCI從設(shè)備讀數(shù)據(jù)。
從模式寫(xiě)：外部PCI主設(shè)備通過(guò)PCI接口寫(xiě)數(shù)據(jù)到DSP從設(shè)備。
從模式讀：外部PCI主設(shè)備通過(guò)PCI接口從DSP從設(shè)備讀數(shù)據(jù)。
1．2．1 C6416 PCI寄存器
PCI接口有以下3種寄存器：PCI配置寄存器，PCI I／O寄存器和映射在DSP存儲(chǔ)空間的PCI控制狀態(tài)寄存器。前兩類寄存器只能被外部主機(jī)訪問(wèn)，DSP從機(jī)是不能訪問(wèn)的；而最后一類寄存器，DSP從機(jī)是可以訪問(wèn)的，并利用其來(lái)完成PCI通信的控制和操作。
PCI配置寄存器包含標(biāo)準(zhǔn)的PCI配置信息，包括設(shè)備標(biāo)識(shí)，供應(yīng)商標(biāo)識(shí)，版本等信息，其可以在上電復(fù)位時(shí)自動(dòng)訪問(wèn)E2PROM進(jìn)行加載或上電復(fù)位時(shí)可以通過(guò)默認(rèn)值初始化。
PCI I／O寄存器可以被主機(jī)用來(lái)對(duì)從機(jī)進(jìn)行操作和狀態(tài)監(jiān)控。主機(jī)通過(guò)base2存儲(chǔ)空間來(lái)訪問(wèn)該類寄存器。該空間大小為16 B，有三個(gè)寄存器：主機(jī)狀態(tài)寄存器(HSR)，主機(jī)-DSP控制寄存器(HDSR)和DSP頁(yè)寄存器(DSPP)。
1．2．2 C6416 PCI存儲(chǔ)器映射
PCI端口通過(guò)3種基址寄存器可以完全訪問(wèn)DSP的存儲(chǔ)器映射。
Base0：4 MB的可預(yù)存取空間，通過(guò)設(shè)置DSP頁(yè)寄存器映射來(lái)對(duì)應(yīng)所有DSP存儲(chǔ)空間，如圖3所示?？梢岳斫鉃?，一個(gè)4 MB大小的存儲(chǔ)窗口，來(lái)遍歷整個(gè)DSP的存儲(chǔ)映射區(qū)，而DSP頁(yè)寄存器的值則決定了這個(gè)4 MB存儲(chǔ)窗的起始地址。如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/148014.htm
Base1：8 MB的非預(yù)取址映射。其訪問(wèn)起始地址固定，為0x01800000，該存儲(chǔ)空間映射為DSP片內(nèi)寄存器。如圖5所示。
Base2：PCI 16 B I／O寄存器，上已介紹。
上電后PCI主機(jī)將遍歷整個(gè)PCI總線，建立一棵PCI總線樹(shù)，然后對(duì)每個(gè)PCI總線樹(shù)上的結(jié)點(diǎn)(設(shè)備)進(jìn)行上述3個(gè)基地址的分配。利用這3個(gè)基地址，PCI主機(jī)即可以訪問(wèn)PCI總線上的從設(shè)備的全部存儲(chǔ)空間。
1．2．3 PCI中斷
如果設(shè)置了PCIIEN對(duì)應(yīng)的中斷使能位，當(dāng)對(duì)應(yīng)的中斷源產(chǎn)生，DSP將進(jìn)入中斷狀態(tài)。所有的中斷事件對(duì)應(yīng)于一個(gè)CPU中斷：DSPINT?？梢酝ㄟ^(guò)PCIIS中斷源寄存器來(lái)判斷產(chǎn)生中斷的中斷源。
1．2．4 PCI引導(dǎo)
PCI接口支持從PCI總線引導(dǎo)DSP啟動(dòng)。當(dāng)其他設(shè)備從復(fù)位狀態(tài)喚醒后，CPU被復(fù)位。在此期間，PCI主機(jī)可以盡可能的通過(guò)PCI初始化DSP內(nèi)存。當(dāng)PCI主機(jī)完成所需要的初始化工作，則向I／O寄存器HDCR．DSPINT位寫(xiě)1，使DSP核退出復(fù)位。DSP則從地址0處開(kāi)始運(yùn)行。值得注意是的是，當(dāng)C6416使用PCI引導(dǎo)方式時(shí)，需要通過(guò)硬件設(shè)置來(lái)配置DSP上電邏輯選擇PCI引導(dǎo)模式。
2 利用PCI總線來(lái)更新系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)
2．1 應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)格式生成
通過(guò)DSP的開(kāi)發(fā)平臺(tái)CCS，可以把編寫(xiě)的應(yīng)用程序編譯、鏈接成．out文件。該文件包含了應(yīng)用程序的各個(gè)段的數(shù)據(jù)，如text段，cinit段，const段，switch段等。這些段是CCS的編譯器把所寫(xiě)的C語(yǔ)言編譯成匯編語(yǔ)言，然后生成COFF目標(biāo)文件，再鏈接實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)庫(kù)和靜態(tài)庫(kù)生成DSP核可執(zhí)行的COFF文件，提供給C6416使用。但是該文件不可直接被FLASH識(shí)別，同時(shí)也不可被C語(yǔ)言所識(shí)別。
CCS提供了一個(gè)實(shí)用工具h(yuǎn)ex6x．exe來(lái)完成．out文件的轉(zhuǎn)換。該工具可以把．out文件的COFF數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制的ASCII碼數(shù)據(jù)格式文件．hex。然后利用TI公司提供的hex2aray．exe工具，把生成的．hex文件轉(zhuǎn)換成C語(yǔ)言能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)數(shù)組格式文件．h。
hex6x．exe工具的使用可以直接在Windows的cmd中調(diào)用命令。如下：
hex6x-a-o firm．hex filename．out
也可以創(chuàng)建一個(gè)命令文件來(lái)存放命令行操作和輸入、輸出文件命，以被hex6x．exe所調(diào)用。
filenamc．out
-a
-o firm．hex
生成的．hex文件都是以ASCII格式所保存。利用hex2aray．exe工具則可以完成ASCII碼到16進(jìn)制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。利用該工具生成的．h文件把所有數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)順次存放在一個(gè)數(shù)組中，這樣則可以被C語(yǔ)言所訪問(wèn)。
本設(shè)計(jì)中在CCS生成．out的文件夾中，加入了上述兩個(gè)工具，然后創(chuàng)建了一個(gè)命令文件c6416_test．cmd，來(lái)輸入hex6x．exe．所需要的命令行；創(chuàng)建了一個(gè)批處理文件c6416_test．bat，來(lái)綜合調(diào)用兩個(gè)工具，代碼如下：
hex6x c6416_test．cmd
hex2aray-i c6416_test．hex-o c6416_test．h
2．2 PCI上電直接加載應(yīng)用程序到DSP存儲(chǔ)空間
對(duì)于PCI總線上的從DSP設(shè)備，如果沒(méi)有片內(nèi)或片外FLASH，則PCI主機(jī)在上電時(shí)可以直接把從DSP設(shè)備的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)寫(xiě)到DSP的片內(nèi)RAM或片外RAM，然后指定DSP PC指針運(yùn)行的起始地址。而從DSP設(shè)備應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)存放在PCI主機(jī)的系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備中(如片外FLASH，電子盤等)。
首先通過(guò)調(diào)試編譯DSP的應(yīng)用程序，完成所有功能需求，生成C6416可執(zhí)行的．out文件；然后利用上述工具，生成．out文件所對(duì)應(yīng)的．h文件，該文件中數(shù)組的內(nèi)容，則是應(yīng)用程序的二進(jìn)制代碼數(shù)據(jù)；接著通過(guò)硬件管腳電平控制，來(lái)使DSP處于PCI引導(dǎo)方式，并利用DSPPCI從寫(xiě)模式，在系統(tǒng)上電后，主機(jī)把．h中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街付ǖ腃6416程序存儲(chǔ)空間；最后向I／O寄存器HDCR．DSPINT位寫(xiě)1，使DSP核退出復(fù)位，C6416則從0地址開(kāi)始運(yùn)行。
上述流程中有一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，就是在進(jìn)行PCI數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，存放數(shù)據(jù)的地址如何確定。這些地址表示的是應(yīng)用程序各個(gè)數(shù)據(jù)段、代碼段在C6416中運(yùn)行時(shí)所存放的位置，其由應(yīng)用程序中的．cmd文件指明。在應(yīng)用程序．out生成后，可以查看．map文件來(lái)清楚的獲知各個(gè)段的存放地址?？梢杂茫甿ap文件來(lái)明確主機(jī)PCI數(shù)據(jù)發(fā)送的具體地址，手動(dòng)輸入各個(gè)段存放的起始地址。然而，此方法主要用于程序調(diào)試和測(cè)試，當(dāng)應(yīng)用程序發(fā)生變化，主機(jī)的PCI傳輸程序也需要變化；此外如果使用了DSP／BIOS，．out文件會(huì)包含很多的代碼段、數(shù)據(jù)段，手動(dòng)輸入將是一個(gè)很繁瑣的工作。hex6x．exe工具有一個(gè)命令-boot，利用該命令生成的數(shù)據(jù)包含了系統(tǒng)程序的入口地址c_int00和各個(gè)段的起始地址、段的長(zhǎng)度。利用這些信息，可以很方便的使用程序把各個(gè)段的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到指定的C6416存儲(chǔ)空間中，避免了繁瑣的手動(dòng)輸入操作。由于當(dāng)DSP退出復(fù)位后，PC指針是從0地址開(kāi)始運(yùn)行，如果數(shù)據(jù)段和代碼段是存放在片外RAM時(shí)，則需要在0地址存放一段指針跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句，使PC指針跳轉(zhuǎn)到片
外RAM，繼續(xù)運(yùn)行。
2．3 利用PCI總線完成從DSP設(shè)備外圍FLASH應(yīng)用程序的更新
更多的嵌入式設(shè)備中，從DSP設(shè)備都接有外圍的FLASH等ROM設(shè)備，用來(lái)存放DSP運(yùn)行的應(yīng)用程序。這樣一方面可以減少PCI主機(jī)存儲(chǔ)空間的壓力，同時(shí)可以提高從機(jī)的啟動(dòng)速度。
2．3．1 C6416的FLASH啟動(dòng)方式
C6416的啟動(dòng)方式是由硬件邏輯來(lái)決定，通過(guò)EMIFB地址總線上的BEA[19：18]兩個(gè)管腳的上拉、下拉來(lái)決定引導(dǎo)配置。[0，1]：主機(jī)引導(dǎo)(HPI或PCI)；[1，0]：EMIFB 8bit寬FLASH引導(dǎo)。
當(dāng)選擇FLASH啟動(dòng)時(shí)，C6416的引導(dǎo)邏輯決定了，從FLASH的0地址開(kāi)始，將會(huì)拷貝1 KB的數(shù)據(jù)到C6416片內(nèi)RAM的0～1KB位置，然后C6416的PC指針將從片內(nèi)RAM的0地址開(kāi)始運(yùn)行。那么對(duì)于所要啟動(dòng)的應(yīng)用程序的大小一般都是大于1 KB，因此可以利用二級(jí)引導(dǎo)來(lái)完成C6416的程序加載。所謂二級(jí)引導(dǎo)，是指在應(yīng)用程序的工程中，寫(xiě)一段bootload程序，該程序主要完成EMIF接口的配置，和應(yīng)用程序從FLASH向C6416存儲(chǔ)器搬移的工作。程序應(yīng)當(dāng)利用．cmd文件，來(lái)為bootload代碼分配存儲(chǔ)空間，其空間地址范圍應(yīng)該是0～1 KB。同時(shí)燒寫(xiě)bootload到FLASH時(shí)，應(yīng)當(dāng)燒寫(xiě)到0～1 KB的空間范圍內(nèi)。當(dāng)系統(tǒng)上電，F(xiàn)LASH中的0～1 KB數(shù)據(jù)自動(dòng)搬移到C6416片內(nèi)RAM 0～1 KB，然后PC指針從0開(kāi)始運(yùn)行，此時(shí)EMIFA和EMIFB將被配置，允許C6416可以訪問(wèn)片外RAM和片外FLASH；然后完成從FLASH到存儲(chǔ)器(片內(nèi)或片外RAM)的代碼段、數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)搬移；最后設(shè)置PC指針跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序的入口地址c_int00來(lái)初始化C語(yǔ)言環(huán)境，從而開(kāi)始運(yùn)行應(yīng)用程序。Bootload程序應(yīng)該用匯編來(lái)完成，因?yàn)樗窃贑語(yǔ)言環(huán)境初始化之前被執(zhí)行，此時(shí)C6416是不識(shí)別C語(yǔ)言的語(yǔ)言符號(hào)的。
評(píng)論