多媒體應(yīng)用平臺(tái)OMAP5910雙核通訊技

1 引言

　　開放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)OMAP5910為一種獨(dú)特的雙核結(jié)構(gòu)，它將高性能低功耗的TMS320C55xDSP核與控制性能很強(qiáng)的ARM925微處理器結(jié)合起來，適合便攜式手持設(shè)備綜合處理能力的需求。ARM長(zhǎng)于控制，DSP長(zhǎng)于算法，但要想使二者協(xié)調(diào)配合起來產(chǎn)生最大的整體效能，雙核之間的通訊技術(shù)研究就必不可少。

　　2 OMAP5910的雙核結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

　　如圖一所示，OMAP5910的雙核結(jié)構(gòu)主要包括增強(qiáng)型ARM925核、TMS320C55xDSP核、交換控制器、系統(tǒng)DMA控制器、時(shí)鐘復(fù)位管理模塊、內(nèi)部SRAM和外部設(shè)備應(yīng)用接口等模塊。

　　增強(qiáng)型ARM925核是一種先進(jìn)的32位精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)處理器，工作在150Mhz的主頻上，它可以執(zhí)行32位或16位指令，處理32位、16位、8位數(shù)據(jù)。作為OMAP5910的主機(jī)ARM925可以訪問多達(dá)4G的空間。

　　TMS320C55xDSP核工作主頻為150Mhz，內(nèi)部有32K字的DASRAM、48K字的SARAM、16K字的ROM和12K字的高速指令緩存存儲(chǔ)器。還有用于地址變換的存儲(chǔ)器管理單元、兩級(jí)中斷管理器等模塊。功能非常強(qiáng)大，而功耗卻相當(dāng)?shù)?，在目前TMS320 DSP家族中最為省電。

　　交換控制器主要用于提供ARM、DSP、系統(tǒng)DMA等對(duì)OMAP5910系統(tǒng)存儲(chǔ)資源(包括192K字節(jié)的內(nèi)部SRAM、64M字節(jié)的外部SDRAM和128M字節(jié)的外部FLASH)進(jìn)行的異步操作。系統(tǒng)DMA控制器經(jīng)過低功耗設(shè)計(jì)，支持外部存儲(chǔ)器、ARM925、外圍之間的8位、16位、32位數(shù)據(jù)傳輸，有突發(fā)傳送和數(shù)據(jù)打包等功能。

　　時(shí)鐘復(fù)位管理模塊可以靈活地設(shè)置和管理ARM部分、DSP部分、交換控制器的時(shí)鐘，使各單元能夠工作在不同的省電模式下，從而最大限度地降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗。

　　內(nèi)部192K字節(jié)32位數(shù)據(jù)寬度的SRAM為液晶顯示等應(yīng)用提供了較大的數(shù)據(jù)和代碼存儲(chǔ)空間。外圍設(shè)備應(yīng)用接口為OMAP5910在片外連接液晶、攝像頭、空中接口、USB等提供了方便。

　　3 OMAP5910的雙核通訊機(jī)制

　　OMAP5910通過三種方式來支持內(nèi)部雙核間的通訊。第一種方式是通過雙核共享郵箱寄存器Mailbox來實(shí)現(xiàn)，雙核間可以互相中斷并通過郵箱寄存器傳遞少量數(shù)據(jù)。第二種方式是ARM通過主機(jī)接口獲得對(duì)DSP存儲(chǔ)空間和I/O空間的訪問權(quán)，然后由ARM來完成數(shù)據(jù)在雙核間的搬移。第三種方式就是通過ARM對(duì)DSP存儲(chǔ)器管理單元的設(shè)置將DSP的外部存儲(chǔ)空間映射到OMAP5910系統(tǒng)存儲(chǔ)資源中，由DSP來完成雙核間數(shù)據(jù)的搬移。

　　三種通訊方式各有千秋。第一種方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小，但是傳遞信息可靠及時(shí)，非常適合在雙核通訊中完成握手聯(lián)絡(luò)。后兩中方式都適合在雙核之間傳輸大量數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂普卟煌?，第二種方式由ARM控制完成，第三種方式由DSP控制完成。在一些相對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用中ARM常常忙于對(duì)許多外圍設(shè)備的控制，沒有更多的時(shí)間來完成雙核間的數(shù)據(jù)傳輸，這時(shí)利用第三種方式來完成數(shù)據(jù)搬移必然是最理想的選擇。基于這種考慮，下面對(duì)第三種方式進(jìn)行一個(gè)介紹。

　　3.1 原理框圖

　　雙核間通過DSP的存儲(chǔ)器管理單元MMU和外部存儲(chǔ)器接口EMIF實(shí)現(xiàn)通訊的實(shí)質(zhì)是利用DSP MMU將DSP的外部存儲(chǔ)器映射在OMAP5910的內(nèi)部SARAM、外部SDRAM和FLASH上，使ARM，DSP及DSP DMA都能訪問這三個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享?？驁D如下：