基于TMS320C6000 DSP及DSP／BIOS系統(tǒng)的Flash引導(dǎo)自啟動(dòng)設(shè)計(jì)

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，DSP在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且DSP的FLASH自啟動(dòng)在DSP的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也占有重要的地位，DSP／BIOS是TI推出的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：TMS320C6713；引導(dǎo)啟動(dòng)；DSP／BIOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

FLASH是非易失的重復(fù)可讀寫(xiě)存儲(chǔ)器，其讀寫(xiě)速度較慢，常用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序，微處理器通過(guò)一定的方式將FLASH中的程序讀取到處器內(nèi)部運(yùn)行，而TI公司的C6000系列的DSP內(nèi)部沒(méi)有FLASH，故DSP的程序需要燒到外部的FLASH中，在上電后，DSP會(huì)通過(guò)二次引導(dǎo)將程序從外部的FLASH讀取到DSP內(nèi)部RAM或SDRAM中，高速執(zhí)行。TI的C6000 DSP支持3種引導(dǎo)模式：主機(jī)引導(dǎo)、仿真引導(dǎo)及EMIF引導(dǎo)，其中最常用的是EMIF引導(dǎo)(即片上BootLoader引導(dǎo))。在此引導(dǎo)模式下，位于外部存儲(chǔ)空間CE1的FLASH中的1kB代碼通過(guò)EDMA被拷貝到片內(nèi)RAM地址0處。然而，大多數(shù)的DSP程序并不僅限于1 kB代碼，因此需要開(kāi)發(fā)用戶引導(dǎo)程序?qū)⑵螧ootLoader沒(méi)有拷貝的代碼拷貝到DSP的片內(nèi)RAM。此用戶引導(dǎo)程序即稱為二級(jí)BootLoader。由于DSP／BIOS操作系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，當(dāng)使用DSP／BIOS時(shí)，需要將系統(tǒng)和BootLoader很好的結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)DSP／ BIOS系統(tǒng)的自啟動(dòng)。

1 DSP自啟動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在TMS320C6713上電之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)外部配置，從EMIF的CE1的存儲(chǔ)空間搬取1 kB代碼，這些代碼別搬到DSP的內(nèi)部RAM地址0處執(zhí)行，這1KB的代碼就應(yīng)該存放DSP的BootLoader啟動(dòng)代碼。它只是一個(gè)拷貝程序，只負(fù)責(zé)將FLASH中的應(yīng)用程序代碼復(fù)制到DSP內(nèi)部RAM或者SDR AM中，以便執(zhí)行。BootLoader代碼應(yīng)該存放在DSP內(nèi)部RAM的開(kāi)始1 kB中，應(yīng)用程序代碼緊跟這1 kB的啟動(dòng)代碼之后，而且BootLoader代碼應(yīng)該和應(yīng)用程序代碼一起燒寫(xiě)到FLASH中，BootLoader代碼應(yīng)該同樣處于FIASH的前1 kB空問(wèn)中。DSP上電復(fù)位之后，首先以默認(rèn)時(shí)序從FLASH中讀取前1 kB的BootLoader代碼到DSP內(nèi)部RAM中，然后從地址0處執(zhí)行BootLoader代碼，將應(yīng)用程序代碼從FLASH中讀取到內(nèi)部RAM或SDRAM中，當(dāng)拷貝完應(yīng)用程序代碼后，DSP跳到c_int00()復(fù)位中斷去執(zhí)行，執(zhí)行應(yīng)用程序，從而完成了整個(gè)DSP的FLASH引導(dǎo)自啟動(dòng)。
對(duì)程序代碼的FLASH燒寫(xiě)用一另外的燒寫(xiě)工程進(jìn)行，該燒寫(xiě)工程要根據(jù)芯片手冊(cè)編寫(xiě)對(duì)FLASH的擦除和編程函數(shù)，將程序代碼燒寫(xiě)到FIASH中。由于同時(shí)要將兩個(gè)工程通過(guò)硬件仿真器Load至DSP內(nèi)部或SDRAM，故需要修改燒寫(xiě)工程的CMD文件，使其各種段不和含有BootLoader代碼的用戶工程相互沖突，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)FLASH的自啟動(dòng)。

2 DSP／BIOS嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)介紹及其引導(dǎo)設(shè)計(jì)
TI推出的一系列的DSP，其性能不斷提高，C6000系列的最高運(yùn)行時(shí)鐘和運(yùn)算能力可以達(dá)到8800MIPS。如何充分發(fā)揮DSP的這種性能優(yōu)勢(shì)，對(duì)軟件就提出了很高的要求。首先為了降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)性能，就要求DSP硬件實(shí)現(xiàn)的功能軟件化，其次為了產(chǎn)品的維護(hù)和升級(jí)，要求軟件盡可能地模塊化，使用高語(yǔ)言如C來(lái)編程，有統(tǒng)一的接口API。所有這些新的要求，都需要使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與一般意義上的操作系統(tǒng)(如Windows，Unix等)的主要差別就在于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提供了一種機(jī)制，使得運(yùn)行于其上的應(yīng)用程序都能夠滿足實(shí)時(shí)性的要求。
引導(dǎo)一個(gè)DSP／BIOS應(yīng)用系統(tǒng)的過(guò)程可以分為以下幾步，引導(dǎo)流程如圖1：

1．引導(dǎo)時(shí)的DSP／BIOS的存儲(chǔ)器的配置
2．構(gòu)建自己的DSP／BIOS系統(tǒng)應(yīng)用
3．編寫(xiě)B(tài)ootLoader引導(dǎo)代碼
4．把應(yīng)用程序燒寫(xiě)到FLASH中