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1、双核DSP片TMS320VC5421的并行引导方案摘要：介绍了利用双核DSP芯片TMS320VC5421的片内Bootloader程序实现并行引导的设计方案，给出了其软件及硬件的具体实现方法。 关键词：TMS320VC5421；Bootloader；并行引导；Boot表；FLASH；CPLD引言、是公司推出的一款双核定点芯片，它拥有两个子系统，每个子系统都有一个核，并且均有独立的数据和程序存储空间，可以进行两核之间的通信，并且两个子系统共享一套片外总线。此外，每个子系统各自拥有 字的片内，并存储有程序。当芯片上电或复位时，两个核可分别启动自身独立的程序，以实现用户程序的上电自举。双核自启动和单
2、核自启动的实现方法有较大的差别，这一点在系统设计中需要特别注意。本文对双核芯片的引导模式进行了深入的分析和研究，给出了使用位并行引导模式进行双核引导的实现方案。 的模式可提供位并行引导、位并行引导和串行引导等三种模式来实现用户程序的上电自举。其中位并行引导模式是通过片外存储器接口以方式将代码从字宽的片外数据存储器搬移到片内程序存储空间；位并行引导模式则是通过片外存储器接口以方式将代码从字宽的片外数据存储器搬移到片内的程序存储空间；而串行引导模式主要是通过多通道缓冲串口从主设备中搬移代码并实现上电自举。和系列中其它芯片不同的是，片内中的程序并不支持、并行和标准串口模式的自启动方式。在其所支持的三
3、种模式中，位并行引导模式是最常用的。本文对这种模式进行了深入分析，给出了使用该模式进行双核程序引导的方案，并通过实验验证了该方案的正确性。 并行引导模式的选择 的两个核在芯片上电或复位时，到底以哪种模式实现上电自举，主要由两个核的公共引脚和各自的、引脚决定。当为时，将不从引导，也就是说，将不使用片内中的程序实现上电引导，而是用模式实现上电自举；当为，为时，将使用片外存储器中用户自己编写的程序实现上电自举；当为 为 为或时，将分别使用并行或者串行引导模式实现上电自举。因此，在实施相应的上电自举前，必须将引脚状态设置正确，以保证程序按预定的模式执行。模式的选择流程见图。当程序检测到并行引导模式时，
4、程序将以方式从片外数据存储区的单元取出模式选择字来进一步决定是位还是位的并行引导模式。意味着选择了位并行引导模式，而如果选择位并行引导模式，取出的两个字节将是和。之后，程序将按照表进行加载。图是并行引导模式的选择流程。 位并行引导模式的表程序要搬移的代码必须组织成一定的格式，这就是表。位并行引导模式的表如表所列。表1 16位并行导模式Boot表DMA外部数据存储地址数 据 内 容含 义0000h10AAh16位并行引导标志0001h7FFFhSWWSR0002hF000hBSCR0003h0000h程序入门XPC0004h5000h程序入口地址0005h002Ch代码长度0006h0000h目
5、的XPC0007h5000h目的地址0008h7761h程序代码程序代码程序代码0034h0000hBoot表结束此外，需要注意的是，由于在多数程序中都有跳转指令或循环指令，所以，表中的程序入口地址必须和程序的文件中分配的地址保持一致，也就是说，当在中进行调试时，如果程序到，表中的程序入口地址就应该是。 表的生成表可由格式转换工具生成，也可以自己编写一个文件格式转换程序来把文件转换成所需的文件格式。本设计通过编写一个程序来将文件转换成文件，然后再在文件的开始处增加相应的标志位和寄存器设置字，从而形成完整的表。 片外总线冲突的解决方案由于是双核，每个核有各自的存储空间和程序，但两核共享一套片外总
6、线和一个引脚。这样，当两核的复位引脚和同时收到复位低电平信号时，将同时申请片外总线的控制权。这就造成了申请片外总线的冲突。而且程序总是检查该核有没有片外总线的控制权，如果没有，将循环检查直到取得片外总线的控制权。为了避免这种情况的发生，应该以合理的顺序给两个核上电。由于中核带有用来控制时钟频率的锁相环电路，所以应该先对核进行复位，再启动核，然后利用核的用户程序来控制核的复位，以实现两个核的启动。根据系统需要，本设计使用公司的芯片来产生各种控制信号。其电路连接示意图如图所示。核的复位信号由芯片直接给出，并在系统上电或复位的同时对核进行复位。而核的复位信号则通过映射到的空间地址单元的第位：核复位控
7、制位如图所示。在核启动后，通过用户程序写位可为核提供复位信号。 的并行引导自启动操作 用户程序的搬移两个核要完成各自的功能，执行的用户程序是不尽相同的，而且核的用户程序还要控制核的复位，因此两个核的表内容是不同的。由方式内部存储器图可知，程序空间的第页和第页属于核，第页和第页属于核。因此，需要注意的是，当程序搬移用户程序时，核的用户程序要被搬移到内部程序空间的第页上，而核的用户程序则要被搬移到第页上。于是核表中的程序入口和目的应被设置成。 表的放置本系统用器件作为片外数据存储器。页选信号由通过给出，并且映射到中空间的地址单元的低位。如图所示。另外，此地址单元的第位是控制映射的配置位。当为时，被
8、映射到片外数据空间的，此时，程序可以以方式从中搬移数据并进行自启动；当为时，被映射到片外数据空间的，在这种情况下，可以通过程序向中烧写数据。因此，这一位在系统上电或复位后将被设置成，以使核能够顺利启动。由于两个核的表内容不同，故应视表的大小，将两个表放到的不同页上，以便对两个核分别实行引导。本设计将核的表放到第页，将核的表放到第页。 外总线控制权的释放 如图所示，在控制寄存器中，位为代表相应的核取得了片外总线的控制权；而在还没有取得控制权但在申请片外总线的控制权时，相应的位应置为；位用于表示程序在哪个核上运行，当在 上运行时，读核的控制寄存器的位将返回到“”，而当同一个程序在 上运行时，读核的
9、控制寄存器的位将返回到“”。有关控制寄存器的其它相关位，设计时可查阅有关的参考文献。 的烧写笔者根据的资料编写了一个程序，该程序可同时将核的表烧写到的第页，而将核的表烧写到第页。在系统上电或复位后，核首先运行它的-程序，核启动后执行用户程序。用户程序首先将页选设置成第页，这样，的第一页将被映射到片外数据空间的；然后，核释放片外总线控制权，并给核发出复位信号，此时由于只有核复位，且核已释放片外总线的控制权，因此，核将申请到片外总线控制权，同时执行程序的启动以完成整个引导。完整的启动过程流程图如图所示，下面是核的启动测试程序代码 , ;设置页选信号 , , ;释放片外总线 ; 控制权 ;给核复位信号 , , ,: , ;发光二极管亮 , ;发光二极管灭 ; : ,: ,: , ,实验验证本设计中，在的和脚上连接两个发光二极管，同时使被加载的用户程序通过循环来设置清除这两个引脚以使两个发光二极管以不同的频率闪烁，以此来验证用户程序是否成功加载。系统上电后，两个发光二极管先后以不同的频率开始闪烁，说明的核、核均成功地实现了上电自举。
