一种双DSP系统串行引导方案的实现

0 引 言
    在某型光电跟踪产品中，由于需要对抗各种人工干扰和背景干扰，使得导引系统需要处理的信息量成倍增加，对导引系统的实时处理性能提出了更高的要求。针对这种情况，导引系统采用了双DSP系统的信息处理方案，DSP选用AD公司的ADSP218x和TI公司的TMS320C62x。ADSP218x进行目标信号的采样和外围控制信号的输入、输出，TMS320C62x专门进行目标的鉴相、各种抗干扰算法的计算，这样TMS320C62x不受外设服务中断影响，可以更好地发挥计算效率，提高了导引系统的实时处理性能。本文针对ADSP218x系列和TMS320C62x系列组成的双DSP系统，提出了一种串行引导方案，同时给出了其硬件及软件的具体实现方法。

1 DSP引导模式
1．1 TMS320C62x引导模式
    TMS320C62x系列DSP提供了三种引导方式：
    (1)无引导过程：DSP直接从地址0开始执行代码；
    (2)ROM方式引导：由DMA／EDMA控制器从外部CE1空间中的ROM中拷贝固定数量的代码到地址0，启动时也可选择ROM的宽度，拷贝结束后，CPU从地址0开始运行；
    (3)HPI方式引导：由外部主机通过HPI对芯片的存储器空间进行初始化，初始化结束后，外部主机通过HPI中断唤醒TMS320C62x，CPU开始从地址0运行。
    所有这些设置项都是在芯片复位的时候才进行检查。一旦复位信号有效(reset=0)，所有的三态输出管脚恢复为默认状态，然后在reset信号的上升沿处检查设置管脚BOOTMODE[4：0]的状态，自举逻辑开始生效。
1．2 ADSP218x引导模式
    ADSP218x系列DSP提供了三种引导方式：
    (1)无引导过程：DSP直接从地址0开始执行代码；
    (2)BDMA方式引导：复位后DSP以BDMA方式首先从字节存储空间拷贝前32字的程序代码，拷贝完程序从程序存储地址0开始执行代码。
    (3)IDMA方式引导：复位后DSP以IDMA方式可以存取任意数量的内部存储空间，当内部程序存储地址0被写入时，程序从程序存储地址0开始执行代码。
    以上设置都是在芯片复位的时候才进行检查，当复位信号有效时(reset=0)，所有的三态输出管脚恢复为默认状态，然后在reset信号的上升沿处检查设置管脚MODE[A：D]的状态，自举逻辑开始生效。
1．3 双DSP系统串行引导模式
    根据以上两种DSP的引导模式，选用串行引导模式，即把TMS320C62x作为主处理机，外围接8位宽的FLASH，采用ROM方式引导，TMS320C62x和AD-SP218x的程序都固化在FLASH中，ADSP218x作为从处理机，采用IDMA方式引导，并且两个DSP之间的通讯也采用IDMA方式。这样TMS320C62x可以把ADSP218x作为一个存储区来访问，既去掉了握手软件，提高了工作效率，又可以去掉ADSP218x外围的FLASH，减少了硬件花销。主要硬件连接示意图如图1所示。

    双DSP系统串行引导的过程如下：系统上电后，TMS320C62x从位于CE1空间FLASH中以ROM引导的方式复制一定数量的TMS320C62x程序至地址为Ox00000000的内部程序存储空间。当程序复制完毕后，TMS320C62x开始从0x00000000起始的程序地址开始执行程序，利用这段程序，把剩下的程序从FLASH中读出，TMS320C62x进入到正常工作状态。然后TMS320C62x负责将存储在FLASH中的ADSP218x的运行程序读出，通过IDMA接口发送至ADSP218x的片内PM存储区，执行对ADSP218x的程序装载。当ADSP218x引导完毕后，ADSP218x运行装入的程序进入正常的工作状态，至此系统串行引导完毕。

2 双DSP系统串行引导的实现
2．1 硬件连接
    TMS320C62x的低16位数据线ED15～0与ADSP218x的IAD15～0连接，TMS320C62X的低8位数据线ED7~0与FLASH的数据线D7～0连接。TMS320C62x的BOOTMODE[4：0]引脚配置如下：

    由于TMS320C62x与ADSP218x的IDMA通讯控制需要译码，因此加了一片CPLD，硬件连接图如图2所示。片内的逻辑方程为：

2．2 TMS320C62x启动程序代码的创建
    TMS320C62x启动程序代码包含以下几个部分。
2．2．1 中断向量表vectors．asm
    中断向量表缺省保存在TMS320C62x内部RAM的从0地址开始长度为0x200字节的空间，上电或复位后，芯片自动运行复位中断。因此，复位中断向量中应包含跳转到引导程序(_boot)的语句，引导程序的主体在boot．asm中定义。部分程序如下：

2．2．2 自引导的汇编程序boot．asm
    自引导汇编程序主要是配置基本的寄存器，并将保存在外部FLASH中的二进制程序拷贝到DSP内部的RAM中再执行。汇编程序如下：

2．2．3 主程序main．c
    主程序是DSP要实现具体功能的主体，其定义的主函数main()经编译后在函数_c_int00中调用，因此在上面的引导程序结束时，将跳转到函数_c_int00，即主函数main执行。另外在主程序中，还要包含把ADSP218x的应用程序从FLASH传送到ADSP218x内部存储区的子程序。
2．2．4 链接命令程序link．cmd
    链接命令程序用于定义DSP系统各存储区的开始地址及大小，并分配编译后各段到相应的存储空间，link．cmd内容如下：

2．3 TMS320C62X通过IDMA接口把ADSP218x程序拷贝到内部存储器的方法
    从TMS320C62x来看，IDMA接口只有三个寄存器，分别是IDMA控制寄存器IDMA_IAL，IDMA读数据寄存器IDMA_IRD和IDMA写数据寄存器ID-MA_IWR。
    该三个寄存器的定义如下：

    访问ADSP218x的内存单元一般需要三个步骤：
    第一步：向IDMA控制寄存器写该数据单元所在的页面。编程只需要向IDMA_IAL控制寄存器写入恰当控制字即可。例如要向APSP218x的PM区的第5页写数据，则应该有下面的命令：
    IDMA_IAL=0x8050；
    第二步：向IDMA控制寄存器写该数据的地址。
    如果是PM区，则该数据的地址为当前地址，如果是DM区，必须将当前地址加0x4000。例如要向PM区的0x0809区写数据，则应该有下面的命令：
    IDMA_IAL=0x0809；
    如果向DM区写数据，则有命令：
    IDMA_IAL=0x0809+0x4000；
    第三步：读写数据。如果是读数据，例如要将数据读入到unsigned short XX单元，则应该用下面的命令：
    XX=(unsigned short)IDMA_IRD；
    如果是写数据，例如要将数据unsigned short YY写入某地址单元，则应该用下面的命令IDMA_IWR=YY；
    注意以后每读取或写数据，IDMA接口的地址指针自动加1。
    TMS320C62x通过IDMA口，在启动后把AD-SP218x的应用程序拷贝到ADSP218x的内部存储器中。ADSP218x的应用程序作为一个asm文件供TMS320C62x应用软件调用，具体格式为：

   

   
2．4 FLASH的在线烧写
    上面的工程文件经CCS系统编译、汇编后生成可执行COFF文件(．out)，它需要转换成可供CCS调用的数据文件，通过JTAG口在线写入到FLASH中。利用TI公司的HEX6x．exe工具，将生成的．out文件转化成．hex输出文件。由于该HEX6x．exe工具是提供给EPROM编程器的，用EPROM编程器可直接烧写．hex文件。但对于FLASH的在线系统编程来说，生成的．hex文件不能直接使用，必须再编写一段程序将．hex的文件头去掉，分离出数据文件，最后才能由FLASH的在线烧写程序将最终的数据文件烧写到FLASH中。
    hex6x命令行的格式为：

    命令执行后会产生三个文件，这三个文件再经过转换融合成一个文件flash．asm，格式如下：

   

3 结 语
    该系统经过单板和整机的高低温、振动、电磁兼容试验验证，系统在上电后能够100％的正常启动，性能稳定。该方法为编写由TMS320C62x和ADSP218x组成的双DSP系统的引导程序拓宽了思路，其设计思想对其他型号组成的双DSP系统的设计也具有借鉴意义。