基于DM642的FLASH分頁(yè)二級(jí)引導(dǎo)程序設(shè)計(jì)

張志濤 梁光明

摘 要:TMS320DM642是一款高性能的數(shù)字媒體處理器,廣泛應(yīng)用于視頻圖像處理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中。通常DM642應(yīng)用系統(tǒng)的程序比較大,系統(tǒng)自帶的引導(dǎo)機(jī)制不足以將應(yīng)用程序全部引導(dǎo),而開(kāi)發(fā)二級(jí)引導(dǎo)程序可實(shí)現(xiàn)將存儲(chǔ)于FLASH中的應(yīng)用程序全部引導(dǎo)。詳細(xì)分析二級(jí)引導(dǎo)程序的引導(dǎo)過(guò)程,根據(jù)引導(dǎo)機(jī)制設(shè)計(jì)了二級(jí)引導(dǎo)程序,通過(guò)CPLD中的頁(yè)地址控制寄存器對(duì)FLASH進(jìn)行分頁(yè)管理,并以DM642多媒體編程應(yīng)用為例進(jìn)行引導(dǎo)實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)正確的引導(dǎo)加載,表明該方法可行。提出并實(shí)現(xiàn)了一種大容量FLASH分頁(yè)引導(dǎo)的二級(jí)引導(dǎo)程序設(shè)計(jì)方法,為開(kāi)發(fā)基于DM642的多媒體系統(tǒng)提供新思路、新途徑,具有很大的實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞:DM642;FLASH;二級(jí)引導(dǎo)程序;圖像處理

中圖分類號(hào):DM642;TP311

0 引 言

TMS320DM642是TI公司推出的一款高性能的數(shù)字多媒體處理器,具有二級(jí)存儲(chǔ)器和高速緩沖器,以及超長(zhǎng)指令字結(jié)構(gòu)。其運(yùn)算速度快、體積小、功耗低的優(yōu)點(diǎn)使得它在多媒體處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

開(kāi)發(fā)基于FLASH引導(dǎo)DM642的應(yīng)用系統(tǒng),在系統(tǒng)上電后,系統(tǒng)的自動(dòng)引導(dǎo)機(jī)制將FLASH中的應(yīng)用程序自動(dòng)加載到片內(nèi)RAM中去運(yùn)行。但是,由于自動(dòng)引導(dǎo)機(jī)制只能將片外FLASH中的1 KB代碼加載到RAM中。這就要求必須開(kāi)發(fā)能夠?qū)?yīng)用程序全部加載的引導(dǎo)程序,即二級(jí)引導(dǎo)程序。

1 DM642的引導(dǎo)方式

DM642主要有三種引導(dǎo)方式:

(1) 不加載。CPU直接開(kāi)始執(zhí)行地址0處存儲(chǔ)器中的指令。如果該處存儲(chǔ)器是SDRAM,CPU會(huì)先掛起,直到SDRAM初始化完成。

(2) ROM加載。位于外部CE1空間的ROM中的1 KB程序首先通過(guò)DMA/EDMA被搬入地址0處。盡管加載過(guò)程是在芯片從復(fù)位信號(hào)被釋放以后才開(kāi)始的,但是當(dāng)芯片仍處于復(fù)位時(shí),就開(kāi)始準(zhǔn)備上述傳輸了。傳輸完成后,CPU退出復(fù)位狀態(tài),開(kāi)始執(zhí)行地址0處的指令。ROM中的程序存儲(chǔ)格式應(yīng)當(dāng)與芯片的端點(diǎn)模式一致。

(3) 主機(jī)加載。核心CPU停留在復(fù)位狀態(tài),芯片其余部分保持正常。外部主機(jī)通過(guò)主機(jī)接口初始化CPU的存儲(chǔ)空間,包括片內(nèi)配置寄存器。所有初始化工作完成后,向接口控制寄存器的DSPINT寫“1”,結(jié)束引導(dǎo)。CPU退出復(fù)位狀態(tài)后,從地址0處開(kāi)始執(zhí)行指令。

在基于DM642的應(yīng)用系統(tǒng)中,主要采用ROM加載的引導(dǎo)方式,通過(guò)外掛FLASH芯片,將應(yīng)用程序存儲(chǔ)在FLASH中。系統(tǒng)斷電后應(yīng)用程序依然存在,使得系統(tǒng)能夠脫機(jī)運(yùn)行。并且,借助于二級(jí)引導(dǎo)程序,基于DM642的大規(guī)模應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)也將更加方便、靈活。

2 DM642與FLASH的連接

在本文中,DM642采用TI公司的TMS320DM642AGDK[3],FLASH采用AMD公司的AM29LV033C[4]。[JP]

TMS320DM642的工作時(shí)鐘最高可以達(dá)到720 MHz,處理性能可達(dá)5 760 MIPS,其通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器。EMIF接口分成四個(gè)空間,即CE0~CE3。FLASH映射到CE1空間,上電時(shí)采用8位ROM加載方式。AM29LV033C是一款4 M×8 b,3 V單電源供電的非易失存儲(chǔ)器。

CE1[5]子空間配置成8位異步靜態(tài)存儲(chǔ)器接口連接FLASH,由于DM642的外部地址總線只有20根,所以CE1的最大尋址范圍為1M×8 b。CE1只將前┮話氌尋址空間分配給FLASH,后一半空間分配給了其他資源,即最大可尋址范圍是512K×8 b。為了尋址FLASH的所有空間,可對(duì)FLASH進(jìn)行分頁(yè)管理,將FLASH分成8頁(yè),由位于CPLD中的頁(yè)地址寄存器通過(guò)PA19,PA20,PA21控制選頁(yè)。DM642與FLASH的連接示意圖如圖1所示。

用分頁(yè)技術(shù)尋址FLASH所有空間,FLASH的每一頁(yè)均映射到CE1的相同地址空間(0x90000000～0x9007FFFF)。在二級(jí)引導(dǎo)程序進(jìn)行引導(dǎo)的過(guò)程中,每當(dāng)FLASH當(dāng)前頁(yè)到達(dá)頁(yè)末時(shí),通過(guò)頁(yè)地址控制寄存器改變PA19,PA20,PA21的輸出電平來(lái)激活下一頁(yè),完成引導(dǎo)過(guò)程。

在本文中,以基于DM642的視頻采集、編碼和傳輸程序?yàn)槔?詳細(xì)說(shuō)明DM642的二級(jí)引導(dǎo)程序的設(shè)計(jì)過(guò)程。

3 二級(jí)引導(dǎo)程序

3.1 引導(dǎo)過(guò)程

二級(jí)引導(dǎo)裝載程序被放置在FLASH的起始地址處,一旦DSP上電復(fù)位,二級(jí)引導(dǎo)程序就會(huì)通過(guò)DM642的自動(dòng)加載機(jī)制加載到RAM的地址0處,且此時(shí)CPU復(fù)位,開(kāi)始執(zhí)行二級(jí)引導(dǎo)程序。二級(jí)引導(dǎo)程序的引導(dǎo)過(guò)程[6]為:首先對(duì)EMIF寄存器進(jìn)行配置,包括全局控制寄存器、CEx空間控制寄存器、SDRAM控制寄存器、時(shí)序控制寄存器以及擴(kuò)展控制寄存器等。然后,獲取程序入口地址,接著按照數(shù)據(jù)塊的格式獲取┟扛霆塊的字節(jié)數(shù)和目標(biāo)地址,開(kāi)始拷貝代碼。當(dāng)獲取的字節(jié)數(shù)為0時(shí),引導(dǎo)結(jié)束,CPU跳轉(zhuǎn)到C[CD#*2]int00處,建立C語(yǔ)言運(yùn)行環(huán)境,從main()處開(kāi)始執(zhí)行。引導(dǎo)過(guò)程如圖2所示。

[BT3]3.2 二級(jí)引導(dǎo)程序設(shè)計(jì)

根據(jù)二級(jí)引導(dǎo)程序的引導(dǎo)過(guò)程編寫二級(jí)引導(dǎo)程序的實(shí)現(xiàn)代碼,二級(jí)引導(dǎo)程序用匯編語(yǔ)言[7]編寫。下面是各部分的具體實(shí)現(xiàn)。

(1) 配置EMIF寄存器[8]。定義EMIF寄存器基地址EMIF[CD#*2]BASE = 0x01800000,定義各個(gè)寄存器的配置值為:

初始化代碼:

(3) 判斷是否到達(dá)頁(yè)末的代碼。頁(yè)地址控制寄存器的地址為0x90080011。在代碼拷貝的過(guò)程中,時(shí)刻判斷加載指針是否指向下一頁(yè)的開(kāi)始,如果是,則返回到0x9000400,如果不是,則繼續(xù)拷貝。實(shí)現(xiàn)代碼如下:

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將二級(jí)引導(dǎo)程序的匯編文件加入實(shí)際工程中,并且在命令文件中為二級(jí)引導(dǎo)程序申請(qǐng)相應(yīng)的內(nèi)存空間后,編譯、連接生成可執(zhí)行文件(.out)。然后,通過(guò)hex6x轉(zhuǎn)換工具[10]將可執(zhí)行文件轉(zhuǎn)換為CCS可加載的數(shù)據(jù)文件。

建立CCS仿真環(huán)境與DM642開(kāi)發(fā)板的連接,通過(guò)CCS仿真平臺(tái),將數(shù)據(jù)文件燒寫到FLASH中。

燒寫完成后,斷開(kāi)開(kāi)發(fā)板與CCS的連接,加電測(cè)試程序能夠正常運(yùn)行。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了DM642的FLASH分頁(yè)引導(dǎo)的二級(jí)引導(dǎo)程序的設(shè)計(jì)方法,并給出部分實(shí)現(xiàn)代碼。實(shí)踐證明,該方法是可行的。這為基于DM642的實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)途徑。

參 考 文 獻(xiàn)

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[3]Texas Instruments.TMS320DM642 Video/ Imaging Fixed[CD*2]Point Digital Signal Processor[Z].2004.

[4]AMD.AM29LV033C Data Sheet[Z].2003.

[5]卞紅雨.TMS320C6000系列DSP的CPU與外設(shè)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.

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[7]Texas Instruments.TMS320C6000 Assembly Language Tools User′s Guide[Z].2004.

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[9]田黎育,何佩琨,朱夢(mèng)宇.TMS320C6000系列DSP編程工具與指南[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.

[10]丁潔,魏豐,李廣宇.DSP外掛FLASH的在系統(tǒng)編程及并行引導(dǎo)裝載方法的研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2003(8):78[CD*2]80.

作者簡(jiǎn)介

張志濤 男,1983年出生,天津人,碩士研究生。主要研究方向?yàn)閳D像處理、圖像編碼。

梁光明 男,1970年出生,湖南漣源人,副教授。主要研究方向?yàn)閳D像處理、圖像編碼、模式識(shí)別。[LM]

元器件與應(yīng)用黃 浦等:多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7890與DSP的接口設(shè)計(jì)