TI公司的高速數(shù)字信號處理器TMS320C6000系列DSP支持并行處理，采用甚長指令字(VLIW)體系結構，內部設置有8個功能單元(兩個乘法器和6個ALU)，8個功能單元可并行操作，最多可以在一個周期內同時執(zhí)行八條32位指令。指令操作為“流水線”工作方式。應用高性能DSP可以大大提高數(shù)據密集型應用系統(tǒng)的性能，能快速完成濾波、卷積、FFT等數(shù)字信號處理或進行更復雜的運算，在現(xiàn)代信號數(shù)字化處理中有很好的應用前景。

　　由于內部結構上的差異，TMS320C6000系列與TMS320C54系列的引導方式有很大差別。在開發(fā)應用TMS320C6000系列DSP時，許多開發(fā)者，尤其是初涉及者對DSP ROM引導的實現(xiàn)有些困難，花費許多時間和精力摸索。筆者結合開發(fā)實例，介紹了實現(xiàn)外部存儲器引導的具體方法。

　　DSP的引導過程

　　DSP系統(tǒng)的引導(BOOT)是指系統(tǒng)加電或復位時，DSP將一段存儲在外部的非易失性存儲器的程序代碼通過DMA方式拷貝到內部的高速內存中運行。這樣既能擴展DSP有限的存儲空間，又能充分發(fā)揮DSP內部資源的效能。用戶的代碼也可以通過掩膜方式寫入到DSP內部ROM中，但這樣受容量和價格的限制，且不便于擴展和升級。

　　DSP的引導過程如下：

　　1) DSP復位后，通過DMA方式將外部CE1空間的數(shù)據讀入到內部程序空間地址0處，讀入數(shù)據的多少因芯片而異(TMS320C6712一次只拷貝1KB)。

　　2) DSP推出復位狀態(tài)，開始執(zhí)行內部程序空間地址0處的程序，這段程序先將外部主程序數(shù)據讀入到DSP內部程序空間相應地址，然后跳轉到主程序運行。

　　第一步是由芯片自動完成，關鍵是第二步：用戶需要編寫相應的匯編程序，實現(xiàn)二次引導，即用戶主程序的裝載。

　　引導失敗的原因分析

　　(1)鏈接命令文件(.cmd)文件

　　鏈接命令文件定義了鏈接的參數(shù)，描述系統(tǒng)生成的可執(zhí)行代碼各段的段名及映射到目標板的物理空間。當這些段的起始地址或段的長度編寫錯誤時，引導程序就可能發(fā)生錯誤。

　　(2)可執(zhí)行代碼的二進制文件格式

　　用戶的程序在CCS開發(fā)環(huán)境下編譯生成COFF文件格式，仿真過程中可以直接加載COFF文件運行。但當調試仿真通過后，目標板要脫離CCS環(huán)境獨立運行時，可執(zhí)行代碼就需要轉換為二進制文件格式，保存在目標板的外部存儲器上。轉換時需要使用正確的配置文件。

　　(3)目標板的硬件電路(引導模式，系統(tǒng)時鐘)

　　目標板的硬件電路也會影響引導程序的正常運行，如設置的引導模式與實際的外部存儲器不符，系統(tǒng)時鐘電路不工作，復位信號恒有效等。

　　下面結合TMS320C6212的開發(fā)實例，具體介紹外部存儲器引導的實現(xiàn)。

　　ROM引導實例

　　TMS320C6212是TMS320C6201的簡化版芯片，內部資源相對較少，工作頻率相對較低，但其價格低廉，具有很高的性能價格比。TMS320C6212的工作頻率可達150MHz，最高處理能力為900MIPS，很適合中小型系統(tǒng)開發(fā)。

　　由于FLASH是一種高密度、非易失的電擦寫存儲器，系統(tǒng)采用FLASH作為外部存儲器。除了專用的硬件編程器可以把二進制代碼寫入FLASH中，還可以利用DSP的調試系統(tǒng)，通過軟件編程寫入。DSP與FLASH的接口連接如圖1所示。

　　系統(tǒng)工程在CCS開發(fā)環(huán)境下使用C語言編程，這樣可以縮短開發(fā)周期，提高工作效率，并具有移植性好的優(yōu)點。引導工程的文件流程如圖2所示。

(1) 中斷向量表 vectors.asm

　　中斷向量表缺省保存在DSP芯片內部RAM的0地址開始的0x200字節(jié)空間，上電或復位后，芯片自動運行復位中斷。因此，復位中斷向量設置為引導程序(_boot)的入口地址，引導程序的主體在boot.asm中定義。部分程序如下：

　　.ref _boot ;調用引導程序

　　.sect “.vectors” ;段聲明

　　RESET_RST: ;復位中斷向量

　　mvkl .S2 _boot, B0 ;裝載引導程序地址

　　mvkh .S2 _boot, B0

　　B .S2 B0 ;跳轉到引導程序執(zhí)行

　　NOP 5

　　(2) 自引導的匯編程序 boot.asm

　　自引導匯編程序主要是配置基本的寄存器，并將保存在外部FLASH中的二進制程序拷貝到DSP內部的RAM中再執(zhí)行。由于TMS320C6712自動拷貝1KB，因此起始地址是從0x400開始，匯編程序如下：

　　.sect “.boot_load” ;定義數(shù)據段

　　.ref _c_int00 ;聲明外部函數(shù)

　　.global _boot ;定義全局函數(shù)

　　_boot:

　　;先設置控制寄存器，如EMIF_GCR等，(略)

　　;拷貝FLASH中的程序到DSP內部RAM

　　mvkl 0x00000400, A4 ;A4為RAM地址指針

　　|| mvkl 0x90000400, B4 ;B4為FLASH地址指針

　　mvkh 0x00000400, A4

　　|| mvkh 0x90000400, B4

　　zero A1 ;A1用作計數(shù)器

　　_boot_loop: ;DSP開始讀取FLASH中程序

　　ldb *B4++, B5

　　mvkl 0x0000F200, B6 ;B6為需要拷貝的字節(jié)數(shù)

　　add 1, A1, A1

　　|| mvkh 0x0000F200, B6

　　cmplt A1, B6, A0

　　nop

　　stb B5, *A4++

　　[B0] b _boot_loop

　　nop 5

　　mvkl .S2 _c_int00, B0 ;循環(huán)結束后，跳轉到主函數(shù)main執(zhí)行

　　mvkh .S2 _c_int00, B0

　　B .S2 B0

　　Nop 5

　　(3) 主程序 main.c

　　主程序是DSP要實現(xiàn)具體功能的主體，其定義的主函數(shù)main()經編譯后在函數(shù)_c_int00中調用，因此在上面的引導程序結束時，將跳轉到函數(shù)_c_int00，即主函數(shù)main執(zhí)行。

　　(4) 鏈接命令程序 link.cmd

　　鏈接命令程序用于定義系統(tǒng)各存儲器的地址及大小，并分配編譯后各段到相應的存儲空間，link.cmd內容如下：

　　-c

　　-lrts6201.lib

　　MEMORY

　　{

　　vecs: o = 00000000h =00000200h

　　BOOT_RAM: o = 00000200h l = 00000200h

　　IRAM: o = 00000400h l = 0000c400h

　　CE0: o = 80000000h l = 01000000h

　　CE1: o = 90000000h l = 00100000h

　　}

　　SECTIONS

　　{

　　.vectors > vecs fill = 0

　　.boot_load > BOOT_RAM fill = 0

　　.text > IRAM fill = 0

　　.stack > IRAM fill = 0

　　.bss > IRAM fill = 0

　　.cinit > IRAM fill = 0

　　.far > IRAM fill = 0

　　.sysmem > IRAM fill = 0

　　.cio > IRAM fill = 0

　　}

　　(5) 轉換命令程序 convert.cmd

　　上面的工程文件經CCS系統(tǒng)編譯、匯編后生成可執(zhí)行COFF文件(.out)，它需要轉換為二進制文件，再寫入到FLASH中。CCS開發(fā)系統(tǒng)帶有轉換程序：

　　hex6x.exe 將可執(zhí)行COFF文件(.out)轉換為十六進制文件(.hex)

　　hex2bin.exe將十六進制文件(.hex)轉換為二進制文件(.bin)

　　命令行的格式為：

　　hex6x.exe convert.cmd

　　hex2bin.exe mboot

　　其中convert.cmd內容如下：

　　mboot.out ;輸入文件名 .out 格式

　　-x

　　-map mboot.map ;生成映射文件

　　-image

　　-memwidth 8 ;內存的位寬

　　-o mboot.hex ;輸出文件名 .hex格式

　　ROMS

　　{

　　FLASH: org = 0, len = 0x10000, romwidth = 8

　　}

　　結束語

　　綜上所述，實現(xiàn)TMS320C6712的外部內存自引導并不復雜，關鍵是要理解芯片的自引導過程和程序匯編后各部分的作用，配置好引導代碼段和程序代碼段的實際物理地址，并且正確地初始化相應的寄存器和變量。