TI公司C6000系列DSP具有強大的處理能力,，在嵌入式系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用,。由于程序在DSP內(nèi)部存儲器的運行速度遠(yuǎn)大于片外存儲器的運行速度，通常需要將程序從外部加載到DSP內(nèi)部運行,。由于C6000系列DSP均沒有片上非易失性存儲器,，而最常用的方式為采用非易失Flash存儲器進(jìn)行程序的存儲和加載。然而，該系列DSP的推出是一個漸進(jìn)的過程,，其芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨著上市時間的先后有著較大的不同,，而TI公司沒有給出統(tǒng)一的加載方式。針對該問題,，本文全面研究了不同DSP芯片的加載方法與差異,，并根據(jù)這些特點提出了通用的二次加載方法。
1 TI公司提供的二次加載方法
TI公司的DSP芯片二次加載的原理是一致的,，加載步驟如下：
①通過一次加載將二次加載程序載入DSP片內(nèi)或片外存儲器,；
?、谶\行二次加載程序加載剩余的程序與數(shù)據(jù)來完成后續(xù)加載；
?、厶D(zhuǎn)到主程序入口,，完成加載。
但是由于芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同,，TI公司提供了不同的加載方法,。根據(jù)程序與數(shù)據(jù)空間存儲映射的不同，主要分為兩類：分離存儲映射的加載方式和混合存儲映射的加載方式,。
1．1 分離存儲映射的加載方式
在TI公司最初推出的C6000 DSP中,，程序與數(shù)據(jù)空間采用分離的存儲映射方式，代表芯片為C6201和C6701,。在這種方式下,，程序空間與數(shù)據(jù)空間是分離的，片內(nèi)程序空間只能在第一次加載時被寫入,；而在二次加載的過程中,，只能對片內(nèi)數(shù)據(jù)空間或外部存儲空間進(jìn)行訪問。而且運行第一次加載程序時,，就要將存放在Flash中首64 KB的數(shù)據(jù)全部搬入DSP程序空間中,，而數(shù)據(jù)空間就需要二次加載來完成。二次加載的流程如圖1所示,。
從圖1中可知,，采用這種加載方式存在如下問題：
①對程序大小有限制,，二次加載程序與主程序總和不能大于64 KB,，無法完成正確的加載。
?、诩虞d方式較不靈活,，DSP內(nèi)部的程序空間在第一加載后就無法更改，二次加載一般只能加載數(shù)據(jù)。
1．2 混合存儲映射的加載方式
繼推出C6201和C6701后,，TI公司又推出了程序與數(shù)據(jù)空間混合存儲映射的DSP芯片,。這種映射方式是當(dāng)前C6000 DSP的主流，典型的芯片包括C6211,、C6711,、DM642、C6455等,。在這些芯片中,，程序空間與數(shù)據(jù)空間是統(tǒng)一編址的，程序與數(shù)據(jù)可以混放,。在加載時,，不論一次加載還是二次加載，均能訪問DSP片內(nèi)任意的存儲空間,。第一次加載程序首先將存放在Flash中首1 KB的數(shù)據(jù)搬入DSP內(nèi)部存儲器,，然后運行二次加載程序，將后續(xù)的程序或數(shù)據(jù)搬入DSP片上存儲器,。加載的流程如圖2所示,。
在該模式下，二次加載程序能夠訪問任意的DSP內(nèi)部地址,，突破了被加載程序長度的限制,，具有更高的靈活性，因此TI公司后續(xù)的C6000芯片中均采用了該加載方式,。
2 通用的二次加載方法
由于內(nèi)部存儲映射方式的不同,，C6201、C6701與其他C6000系列DSP芯片的二次加載方式有各自的特點,，這在工程應(yīng)用中帶來了很多不便,，因此需要將這些特點統(tǒng)一起來，建立通用的加載方法,。下面介紹兩種通用的二次加載方法：非結(jié)構(gòu)化的加載方式和結(jié)構(gòu)化的加載方式,，分別對應(yīng)于不同的應(yīng)用場合。
2．1 非結(jié)構(gòu)化的加載方式
非結(jié)構(gòu)化的加載方式是指在加載時直接將Flash中的數(shù)據(jù)搬運到DSP中,，而不對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,。該方法非常簡單，適合程序空間不大于DSP內(nèi)部存儲空間的應(yīng)用場合,。
在生成可燒寫到Flash中的文件時,，首先將可執(zhí)行文件通過調(diào)試接口下載到DSP內(nèi)部(包括二次加載程序)，然后將DSP內(nèi)部存儲器中的數(shù)據(jù)完全導(dǎo)出(內(nèi)部存儲器大小),。如果是C6201或C6701芯片,，需要分別導(dǎo)出程序空間與數(shù)據(jù)空間的數(shù)據(jù)(分別為64KB),；如果是其他C6000芯片，則不用區(qū)分,，導(dǎo)出連續(xù)的存儲空間即可,。然后采用轉(zhuǎn)換軟件將導(dǎo)出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制可燒寫文件，最后將數(shù)據(jù)文件按照固定的地址燒寫到Flash中,。生成流程如圖3所示,。
加載時，二次加載程序不解析任何數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu),，只將固定地址,、固定長度的數(shù)據(jù)段加載到DSP內(nèi)部空間。具體的加載流程如圖4所示,。
該方法通用于兩種不同存儲映射的DSP芯片,，使用前提是程序規(guī)模不超過片上存儲器的大小(如C6701為64 KB，C6455為2 MB),。非結(jié)構(gòu)化加載方式在生成燒寫文件時，首先直接將DSP內(nèi)部存儲器的內(nèi)容完全導(dǎo)出為數(shù)據(jù)文件,，然后對該數(shù)據(jù)文件進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制文件,，最后將數(shù)據(jù)文件按照固定的地址燒寫到Flash中。
需要注意的是,，對于C6201或C6701芯片,，二次加載時僅加載數(shù)據(jù)文件，而其他C6000芯片則加載程序與數(shù)據(jù)混合的文件,。非結(jié)構(gòu)化的加載方式浪費了大量的空間,，例如當(dāng)程序與數(shù)據(jù)并沒有使用DSP所有的內(nèi)部空間時，仍然使用最大程序空間來生成燒寫文件,。
2．2 結(jié)構(gòu)化的加載方式
結(jié)構(gòu)化加載方式是指在生成燒寫文件的過程中對程序中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分類并添加結(jié)構(gòu),，形成多個數(shù)據(jù)段，然后通過分析這些結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)段進(jìn)行加載,。具體方法為：在生成燒寫文件時采用TI公司提供的燒寫文件生成工具h(yuǎn)ex6x．exe,，將程序編譯后生成的．out文件轉(zhuǎn)換為相
應(yīng)的結(jié)構(gòu)化可燒寫文件。生成過程如圖5所示,。在生成的結(jié)構(gòu)化文件中主要包含了主程序入口,、每個程序段的目標(biāo)地址、長度以及結(jié)束標(biāo)志等內(nèi)容,。加載流程如下：
?、偕想姇r，DSP通過EMIF接口將二次加載程序讀入芯片內(nèi)部,；
?、谶\行二次加載程序,，對DSP的EMIF接口進(jìn)行配置；
?、劢馕鯢lash中結(jié)構(gòu)化的程序數(shù)據(jù),，將主程序入口地址進(jìn)行暫存；
?、軐?shù)據(jù)段i(i=1,，2，…,，n)進(jìn)行解析,，首先獲取數(shù)據(jù)段在DSP中的目的地址和數(shù)據(jù)段長度，然后從Flash中讀取數(shù)據(jù)段內(nèi)容,，最后將數(shù)據(jù)段內(nèi)容載入DSP中對應(yīng)地址,。
⑤循環(huán)執(zhí)行步驟④,，直到遇到結(jié)束標(biāo)志為止,。
⑥讀取暫存的主程序入口地址,，二次加載程序跳轉(zhuǎn)到該地址,，完成加載。
結(jié)構(gòu)化方式的加載過程如圖6所示,。
該方法對兩種不同存儲映射的DSP芯片通用,，能夠?qū)⒊绦蚨位驍?shù)據(jù)段放置于DSP存儲資源的任何位置，不區(qū)分片內(nèi)或片外存儲,，同時沒有程序段大小的限制,；而且，在采用結(jié)構(gòu)化的加載方式后,，燒寫文件的大小能夠預(yù)先確定,，從而有效利用Flash的存儲空間。因此,，采用結(jié)構(gòu)化的加載方法具有良好的靈活性和擴展性,，是二次加載的首選方法。
需要注意的是,，該方法不能用于C6201和C6701的片內(nèi)程序加載(因為這些芯片上的程序空間在一次加載后無法更改),，但是適用于放置于外部SRAM或SDRAM中的程序加載。
結(jié)語
本文首先對C6000系列DSP芯片的二次加載方式進(jìn)行了分析,，指出了各種DSP芯片在二次加載時的特點與異同,；然后從通用的角度出發(fā)，提出了非結(jié)構(gòu)化的加載方式和結(jié)構(gòu)化的加載方式,，并介紹了這兩種加載方法的特點與適用范圍,。本文提出的方法能夠解決一大類C6000系列DSP芯片的二次加載問題,，具有較高的工程價值。