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TMS320C62x HPI引導(dǎo)過程的實(shí)現(xiàn)
摘要：TMS320C62x和TMS320C67x DSPs提供了幾種不同的啟動模式，不同的啟動模式?jīng)Q定了DSP復(fù)位后的初始化以及代碼裝載方式。本文就TMS320C62x DSP的HPI啟動模式進(jìn)行詳細(xì)的說明。關(guān)鍵詞：TMS320C62x DSP HPI 啟動模式
1 緒言
在TMS320C62x系列DSP中，主機(jī)口HPI是一個(gè)16位寬度的并行端口。主機(jī)（也稱上位機(jī)）掌管該接口的主控權(quán)，通過它可以直接訪問CPU的存儲器空間。另外，主機(jī)還可以直接訪問TMS320C62x片內(nèi)的存儲映射的外圍設(shè)備。
HPI與CPU存儲空間的互連是通過DMA控制器實(shí)現(xiàn)的。借助專門的地址和數(shù)據(jù)寄存器，通過DMA輔助通道，完成HPI對存儲空間的訪問。主機(jī)和CPU都可以對HPI控制寄存器HPIC進(jìn)行訪問，主機(jī)一方還可以訪問HPI地址寄存器HPIA和HPI數(shù)據(jù)寄存器HPID。
2 TMS320C62x引導(dǎo)模式
TMS320C62x系列DSP提供了三種引導(dǎo)方式：
（1） 沒有自舉過程：CPU直接從地址0開始執(zhí)行代碼；
（2） ROM自舉：由DMA/EDMA控制器從外部CE1空間中的ROM中拷貝固定數(shù)量的一段代碼到地址0，拷貝結(jié)束后，CPU從地址0開始運(yùn)行；
（3） HPI自舉：由外部主機(jī)通過HPI對芯片的存儲器空間進(jìn)行初始化，初始化結(jié)束后，外部主機(jī)通過HPI中斷喚醒CPU，CPU開始從地址0運(yùn)行。
所有這些設(shè)置項(xiàng)都是在芯片復(fù)位的時(shí)候才進(jìn)行檢查。一旦復(fù)位信號有效（reset＝0），所有的三態(tài)輸出管腳恢復(fù)為默認(rèn)狀態(tài)，然后在reset信號的上升沿處檢查設(shè)置管腳BOOTMODE[4:0]的狀態(tài)，自舉邏輯開始生效。其中C6201/C6701有專門的管腳作為BOOTMODE[4:0]，C6211/C6711則是利用主機(jī)口的HD[4:0]，C6202/C6203利用擴(kuò)展總線的XD[4:0]作為BOOTMODE[4:0]信號。
對于TMS320C62x的HPI自舉模式過程如下：首先需要設(shè)置Boot模式，Boot模式設(shè)置如表1所示。當(dāng)DSP被復(fù)位時(shí)，如果選擇了HPI boot模式，那么只有DSP的內(nèi)核進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，DSP其余模塊均保持激活狀態(tài)。這樣，主機(jī)就可以通過HPI接口訪問DSP的整個(gè)存儲空間，包括片內(nèi)、片外存儲器和片內(nèi)的外設(shè)寄存器，對它們進(jìn)行初始化。主機(jī)對DSP做完了有關(guān)設(shè)置后，向HPIC寄存器的DSPINT位寫1，將DSP從復(fù)位狀態(tài)喚醒，接下來CPU就從地址0開始執(zhí)行程序。主機(jī)對DSP可以進(jìn)行的操作包括：初始化CPU和EMIF，向DSP加載程序以及數(shù)據(jù)等。
表1 TMS320C62x HPI boot配置
BOOTMODE[4:0]
Memory Map
Memory at Address 0
Boot
00110
MAP 0
External; default values
HPI
00111
MAP 1
Internal
HPI
3 TMS320C62x HPI引導(dǎo)模式的實(shí)現(xiàn)
3.1 創(chuàng)建啟動代碼
實(shí)現(xiàn)TMS320C62x HPI引導(dǎo)模式的第一步是生成HPI引導(dǎo)的DSP代碼，并把它與主處理器應(yīng)用程序合并在一起，使DSP應(yīng)用程序可以和主處理器應(yīng)用程序一起遠(yuǎn)程下載。為了簡化，采用下列方案：把DSP應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換成頭文件中的數(shù)組，并和主處理器應(yīng)用程序一起編譯連接。
具體實(shí)現(xiàn)分為兩步：1）利用轉(zhuǎn)換工具HEX6x把COFF文件轉(zhuǎn)換成ASCII-Hex格式十六進(jìn)制文件；2）利用自編工具h(yuǎn)ex2aray.exe將ASCII-Hex格式的文件轉(zhuǎn)換成包含數(shù)組的頭文件。
（1）利用轉(zhuǎn)換工具HEX6x把COFF文件轉(zhuǎn)換成ASCII-Hex格式十六進(jìn)制文件
利用轉(zhuǎn)換工具HEX6x把COFF文件轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制文件，使用轉(zhuǎn)換工具HEX6x需要一個(gè).cmd文件說明具體的轉(zhuǎn)換格式，如下面文件hexcom.cmd所示：HEX6x把COFF文件test.out轉(zhuǎn)換成兩個(gè)ASCII-Hex格式的文件：一個(gè)是代碼段，包含在文件test.a00中；另一個(gè)是初始化的數(shù)據(jù)段，包含在文件test.a10中。在DOS命令行中執(zhí)行hex6x hexcom.cmd將產(chǎn)生test.a00和test.a10兩個(gè)文件。
文件hexcom.cmd：
..\object\test.out
-a
-byte
-image
-memwidth 16
-romwidth 16
-order M
ROMS
{
/* Size of the internal pgm memory */
PGM: org = 0x00000000, length = 0x10000
/* Size of the internal data memory */
DATA: org = 0x80000000, length = 0x10000
}
（2）利用工具h(yuǎn)ex2aray.exe生成頭文件
然后利用hex2aray.exe將兩個(gè)ASCII-Hex格式的文件：test.a00和test.a10分別轉(zhuǎn)換成兩個(gè)個(gè)包含數(shù)組的頭文件：code.h和init.h。工具h(yuǎn)ex2aray.exe為自編工具。在DOS命令行中分別執(zhí)行hex2aray –i test.a00 –o code.h和hex2aray –i test.a10 –o init.h兩條命令將產(chǎn)生兩個(gè)頭文件code.h和init.h。在文件hexcom.cmd中的選項(xiàng)：- a，指示HEX6x按ASCII-Hex格式轉(zhuǎn)換文件，ASCII-Hex文件格式如下所示：
^B
$AXXXX,
XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX. . .
^C
文件開始是ASCII STX 字符 (ctrl-B, 02h)，結(jié)束是ASCII ETX 字符 (ctrl-C, 03h)；$AXXXX,代表地址；其余為代碼。轉(zhuǎn)換后的頭文件格式如下：
const char code[]={0x12,0x18,0x01,0x00,0x28,0x00,0x00,0x00,0x2A,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x12,
0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x12,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x12,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
…
};
3.2 主機(jī)對HPI接口的操作
TMS320C62x提供了三個(gè)16位寄存器：HPIC、HPIA、HPID和16位數(shù)據(jù)線與主處理器通信。主處理器通過HPIC、HPIA、HPID和16位數(shù)據(jù)線來與TMS320C62x進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)交換的過程如下：
1）首先初始化HPIC；
2）然后把地址寫到HPIA；
3）最后通過HPID讀或?qū)憯?shù)據(jù)。
假設(shè)主機(jī)CPU也是TMS320C62x，那么主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間的連接如圖1所示：
如圖1所示，假如Target 6201的/HCS連接到主機(jī)6201的CE1上。Target 6201的HPI寄存器映射到Host 6201DSP內(nèi)存中，HCNTRL[1:0]和HHWIL連接到主機(jī)CPU的地址線上，那么HPIC、HPIA、HPID寄存器的地址分配如表2所示。，那么在C語言中，可以通過指針訪問HPIC、HPIA、HPID，例如：
#define C6201_HPI 0x01400000 /* Host address on which C6x HPI is mapped */
int *hpi_ptr; /* define and initialize pointer*/
hpi_ptr = (int *)C6201_HPI;
/* Write dest_address to HPIA, with HOB=1 */
ptr_hpi[2] = (int)(dest_address & 0x0ffff);
ptr_hpi[3] = (int)((dest_address>>16)&0x0ffff);
表2 HPIC、HPIA、HPID各寄存器的地址分配
映射到主機(jī)的地址
HPI控制線
HPI寄存器訪問
HCNTL[1:0]
HHWIL
HPI Base address + 0x00
00
0
HPIC 1st halfword
HPI Base address + 0x04
00
1
HPIC 2st halfword
HPI Base address + 0x08
01
0
HPIA 1st halfword
HPI Base address + 0x0C
01
1
HPIA 2st halfword
HPI Base address + 0x10
10
0
HPID 1st halfword
HPIA 自增
HPI Base address + 0x14
10
1
HPID 2st halfword
HPIA自增
HPI Base address + 0x18
11
0
HPID 1st halfword
HPIA不自增
HPI Base address + 0x1C
11
1
HPID 2st halfword
HPIA不自增
3.3 主機(jī)通過HPI下載代碼和數(shù)據(jù)段到目標(biāo)DSP
一個(gè)程序由初始化區(qū)和非初始化區(qū)兩部分組成，主機(jī)處理器必須根據(jù).cmd命令文件把這兩個(gè)區(qū)裝載到DSP正確的地址。下面這段代碼就是將代碼段和數(shù)據(jù)段兩部分分別下載到指定地址（即程序RAM和數(shù)據(jù)RAM）。它主要是從*source中讀出32位長的數(shù)據(jù)，然后通過HPI將此數(shù)據(jù)寫到DSP的dest_add地址（即程序RAM和數(shù)據(jù)RAM）中。*source中的數(shù)據(jù)就是DSP的啟動代碼段和數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)。
void C6x_write_section(int *ptr_hpi, short *source, int dest_add, int length)
{
int i;
/* Write HPIC with HWOB=1,1st halfword transferred is least significant */
/* HCNTRL1 HCNTRL0 HHWIL */
ptr_hpi[0] = 0x0001; /* 1st halfword 0 0 0 */
ptr_hpi[1] = 0x0001; /* 2nd halfword 0 0 1 */
/* Write destination address to HPIA, 1st halfword is least significant */
/* HCNTRL1 HCNTRL0 HHWIL */
ptr_hpi[2] = (int)(dest_add & 0x0ffff); /* 0 1 0 */
ptr_hpi[3] = (int)((dest_add>>16)&0x0ffff);/* 0 1 1 */
for(i=0 ; i < length ; i++)
{
/* Write source_word to HPID with address post-increment */
/* 1st half-word transferred is least significant */
/* HCNTRL1 HCNTRL0 HHWIL */
ptr_hpi[4] = (int) *source++; /* 1 0 0 */
ptr_hpi[5] = (int) *source++; /* 1 0 1 */
}
}
3.4 目標(biāo)DSP開始執(zhí)行所下載的代碼
主機(jī)通過HPI下載代碼段和數(shù)據(jù)段到目標(biāo)DSP以后，那么目標(biāo)DSP就需要執(zhí)行所下載的代碼了。通過寫HPIC寄存器的DSPINT位為1讓DSP退出復(fù)位狀態(tài)后，DSP就開始從地址0執(zhí)行所下載的代碼了。具體實(shí)現(xiàn)代碼為：
/* Write HPIC with DSPINT=1 */
/* HCNTRL1 HCNTRL0 HHWIL */
/* 1st halfword 0 0 0 */
/* 2nd halfword 0 0 1 */
ptr_hpi[0] = 0x0002; /* 1st halfword */
ptr_hpi[1] = 0x0002; /* 2nd halfword */
4 總結(jié)
根據(jù)前面所述，TMS320C62x HPI啟動過程如圖2所示。
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