TMS320C6000系列二次Bootloader的設計與實現

引 言

隨著DSP（數字信號處理器）系統(tǒng)的廣泛應用，其程序規(guī)模也隨之不斷擴大，使用芯片本身自帶的Boot-loader通過Flash存儲器來引導DSP程序，往往受到程序大小和結構的制約，比如程序很大超過廠商固化boot的范圍，再如中斷向量表的不同位置對程序boot跳轉的影響，等等，因此越來越需要更加靈活的引導方式。

系統(tǒng)上電后，由引導程序將DSP的應用程序從該存儲器引導到DSP應用板上的高速存儲器（如內部SRAM、SDRAM等）中。由于Flash存儲器具有電信號刪除功能，且刪除速度快，集成度高，因此已成為此種存儲器的首選。由于Flash存儲器的存取速度較慢，寫入Flash存儲器的程序將在系統(tǒng)上電時被DSP裝載到快速的存儲器中運行，這個過程稱為Boot loader。不同的DSP有不同的引導方式。以TI公司TMS320C6000系列芯片為例，自舉方式有3種：無自舉（No Boot），CPU直接開始執(zhí)行地 址0處的指令；主機自舉 （Host Boot），系統(tǒng)復位后主機通過CPU的HPI（主程序設計接口）初始化DSP的存儲空間；ROM自舉（ROM Boot），DMA控制器從CEl空間復制固定長度程序的地址0處，然后從地址0處開始執(zhí)行。對于620x／670x DMA，復制64 kB數據從CEl到地址0；而對于621x／671x EDMA，復制1 kB數據從CEl地址開始到地址0。

關于TI公司的C6000芯片二次Bootloader在許多文獻都介紹過，包括二次Bootloader的PLL、EMIF的設置和搬移表的設置和Flash存儲器的燒寫過程，但是對于有中斷向量表的二次Bootloader實現的文獻很少。本文以TI公司高性能DSP的代表作 TMS320C6000系列芯片為例，介紹了一種帶中斷向量表的二次Bootloader的新途徑，從而為TMS320C6000系列DSP的開發(fā)提供了一種新的思路。該方法在實際中得到具體應用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。

1 二次Bootload的過程

TMS320C6713是TI公司推出的TMS320C67xx系列浮點DSP中最新的一種芯片。TMS320C6713每周期可以執(zhí)行8條 32位指令；支持32／64位數據；具有最高225 MHz的運行速度和1800 MIPs（百萬次運算每秒）或1350 MFLOPS（百萬次浮點運算每秒）的處理能力；同時是有強大的外設支持能力；EMIP（外部存儲器接口）可以很方便地與SDRAM、SBSRAM、 Flash存儲器、SRAM等同步和異步存儲器相連，16位EHPI接口可以與各種處理器接口；另外，還有優(yōu)化的多通道緩存串口和多通道音頻串口，這些外部接口使設計人員可以很容易實現自己的應用系統(tǒng)。

在選擇ROMBoot方式時，RESET由低變高后，C6713的CPU內核處于復位狀態(tài)，而C6713的其他部分則開始工作，此時EMIF的 CEl空間根據ROM Boot的方式自動地配置為8／16／32位異步存儲器接口，并且CEl空間讀／寫時序自動地配置為最大，隨后將CEl空間的前1 kB復制到0x0000 0000地址處。通過這1 kB的數據實現對其他程序的引導。對于中斷向量表設在0x0000 0000～0x0000 0400處的程序來說，1 kB數據中處包含EMIF設置代碼和搬移程序外，必然也包含中斷向量表。本文重點敘述帶中斷向量表的Bootloader的過程，中斷向量表起始地址為 0x00000000。如果程序長度小于1 kB，那么就不需要二次bootloader，但是往往程序長度都會大于1 kB，所以二次bootloader是必然的過程。

二次Bootloader的實現需要引入EMIF設置和搬移的程序，即編寫boot_c671x_2.s62、 c6713_emif.s62，lnk2.cmd和boot.cmd3個文件。本文以實現多通道緩沖串口的程序進行說明，實現二次Bootload的過程框圖如圖1所示。

首先調入調試好的用戶程序工程文件MeBSP_test.pjt工程作為例程，然后在此工程文件中引入3個文件。

程序編寫好后，要引入3個很重要的文件；EMIF的值定義文件（c6713_emif.s62）；關于EMIF的設置和數據搬移的程序 （boot_c67lx_2.s62）；cmd配置文件（lnk2.cmd）。同時，其原來的mcbsp.cmd文件要去掉。圖2做了一個對比。圖 2（a）為原程序，圖2（b）為生成要燒寫的數據的程序，圖2（b）中加入了3個文件，原有的mcbsp.cmd去掉了。其中 boot_c67lx_2.s62是通用的，c6713_emif.s62要根據具體實際的芯片配置EMIF的參數。

其中boot_c671x_2.s62包含了。boot_load的函數，這個函數包含幾個過程，如圖3所示。c6713_emif.s62文件包括EMIF的幾個參數配置。Ink2.cmd文件位COFF的配置。

其次，就是把生成的*.out文件首先使用CCS開發(fā)環(huán)境自帶的工具Hex6x.exe把工程生成的*.out文件轉化成hex格式，在DOS環(huán)境下指令為>Hex6x.exeboot.cmd。

最后根據Flash存儲器芯片的要求把hex文件燒寫到Flash存儲器中指定的地址即可。本例采用的AM29LV800BB- 70ecFlash存儲器芯片，采用3.3 V供電，完全兼容JEDEC標準，并支持在系統(tǒng)編程，用戶只需向其內部的命令寄存器寫入命令序列即可實現部分擦除、全部擦除、數據寫人等功能；同時可提供硬件和軟件方法來檢查Flash存儲器的操作執(zhí)行情況。首先需要對芯片進行擦除全部變?yōu)?xFFFF，然后再進行燒寫。由于Flash存儲器是以16位進行訪問的，所以對Flash存儲器而言其物理地址以16位為單位進行編址，而程序中使用的邏輯地址是以字節(jié)為單位進行編址的，二者之間的關系如下：邏輯地址=物理地址《1 ，所以程序中有地址偏移。下面給出燒寫的程序。

2 帶有中斷向量表的二次Bootloader的實現

第1節(jié)介紹了一般的二次Bootload過程，但當需要boot帶中斷向量表的程序時，需要仔細考慮3個重要文件的編程，否則將會遇到意想不到的后果。

2.1 配置文件Ink2.cmd

Ink2.cmd有了細微差別，此時有中斷向量表，所以在分配時要考慮vectors的分配空間。在配置文件中差異主要在Memory中，section的部分如下：

SECTIONS

MEMORY的差別具體如下：

a） 沒有考慮中斷向量表配置的部分程序：

b） 考慮中斷向量表配置的部分程序：

.vectors為中斷向量表，其有0x200的長度的數據，必須放在0x90000000的地址處，。boot_load緊接著放置。

2.2 中斷向量表文件vec.asm

還有一個很重要的一點是圖2中vec.asm文件的變化。在調試程序時，中斷向量表開始會直接跳到c_int00處，但是待燒寫的前1 kB數據，首先要進行EMIF設置和搬移過程，所以其指向要發(fā)生變化。

vecter.asm部分程序如下：

a） 原程序的vecter.asm部分程序：

b） 產生Bootload數據的程序的vecter.asm部分程序：

以上程序中，程序a）開始是指向c_int00，程序b）為指向_boot，即。boot_load（）的人口。這是因為在1 kB的程序復制完成后，程序即開始執(zhí)行。首先應執(zhí)行二次boot程序，即入口點_boot，完成二次boot后，再執(zhí)行正常的初始化C語言環(huán)境代碼，進而跳轉到用戶main函數。此時生成的。out的文件，通過hex6x.exe轉化成可燒寫的數據。

2.3 轉換數據的配置文件boot.cmd

通過hex6x.exe可以把boot.out文件轉化成boot.hex形式，方便燒寫到Flash存儲器中。此時Boot.cmd的也要做相應的變化，把中斷向量表的程序同。boot_load程序，程序段，數據段一樣轉化過來。

boot.cmd配置程序如下：

a） 沒有考慮中斷向量表的boot.cmd配置：

b） 考慮中斷向量表boot.cmd配置：

以上程序中l(wèi)en可以根據實際程序的長度進行修改，如果用hex6x.exe boot.cmd進行轉化，程序長度過短時，會產生警告提示。此時可以查看map文件，看看程序和數據占用的空間來定len的大小，只要len大于實際的程序長度即可。Romwidth根據所用的Flash存儲器的位數來定，如果是8位的就寫8，如果是16位的就換成16。以上程序中，程序b）與程序a） 不同的是加入了。vectors，使得生成的boot.hex文件中0x0000 0000地址就為vectors的程序。此時生成的*.hex的文件可以燒寫到Flash中。

3 結束語

本文以TI公司高性能DSP TMS320C6000系列芯片為例，介紹了從Flash存儲器進行引導，帶中斷向量表的二次Bootloader的新途徑，其中對Bootloader 的程序需要改寫的部分詳細敘述了具體的差別，從而為TMS320C6000系列DSP的開發(fā)提供了一種新的思路。該方法簡單可行，在TI公司提供的文檔上，只要稍做修改就可以得到正確的結果，該方法已在實際工程中得到具體應用，系統(tǒng)性能穩(wěn)定。一般情況下中斷向量表的首地址都為0x0000 0000，如果中斷向量表沒有設在0x0000 0000地址時，要對boot_c671x_2.s62文件中ISTP進行設置，此時vectors就不需要放在1 kB的數據中，而是在1 kB的程序空間中指向vectors的初地址。