摘  要： 德州儀器公司（TI）推出的八核DSP芯片TMS320C6678是基于Keystone架構(gòu)的高性能DSP器件，在高性能信號(hào)處理市場(chǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。主要研究了TMS320C6678程序的加載，把TMS320C6678提供的幾種加載模式按照實(shí)際應(yīng)用和方便理解分成一次加載和二次加載，分別對(duì)一次加載和二次加載進(jìn)行了研究和比對(duì)，最終為不同需求的加載提供了有效的參考。

　　關(guān)鍵詞： TMS320CC6678 DSP；加載；二級(jí)加載

0 引言

　　DSP芯片自從問(wèn)世以來(lái)，以其低成本、低功耗、高性能的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。作為T(mén)I最新推出的八核DSP芯片TMS320C6678[1-2]，更是在高性能信號(hào)處理市場(chǎng)中占據(jù)大量市場(chǎng)份額[3]。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，其發(fā)展方向也在不斷地發(fā)生變化。嵌入式系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，使得TI公司在其開(kāi)發(fā)軟件CCS中開(kāi)發(fā)DSP芯片的文件格式也在向兼容嵌入式系統(tǒng)的方向發(fā)展。在較新的CCS5.2版本中調(diào)試DSP6000系列程序生成的可執(zhí)行文件格式最終過(guò)渡到了完全兼容Linux嵌入式系統(tǒng)的ELF文件格式[4]。由于DSP內(nèi)部存儲(chǔ)器比外部存儲(chǔ)器的存取速度要快得多，但是內(nèi)部存儲(chǔ)器RAM中的數(shù)據(jù)是掉電易失的，因此DSP一般會(huì)在上電時(shí)通過(guò)固化到內(nèi)部的ROM中的一段代碼把外部存儲(chǔ)器中的程序拷貝到內(nèi)部RAM（具體到TMS320C6678是L2SRAM）中并運(yùn)行，這段固化到ROM中的代碼就叫RBL（ROM Bootloader）。外部存儲(chǔ)器一般使用Flash、EEPROM等掉電非易失的材質(zhì)。Flash存儲(chǔ)容量大、價(jià)格便宜，在工程項(xiàng)目中得到了的廣泛應(yīng)用。因此，研究DSP的加載[5-6]，研究怎樣快捷方便地把ELF文件格式的調(diào)試程序代碼燒寫(xiě)到外部存儲(chǔ)器中，并在DSP上電時(shí)使用Bootloader把程序代碼拷貝到內(nèi)部存儲(chǔ)器中被DSP正確識(shí)別并運(yùn)行，這是很有意義的。

1 一次加載

　　目前關(guān)于TMS320C6678加載的文檔資料較少而且講得很凌亂，在經(jīng)過(guò)研讀其各種手冊(cè)并且經(jīng)過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的檢驗(yàn)，把TMS320C6678所提供的加載模式按照以下文章中提供的分類方法將各種模式分類會(huì)更容易理解。TMS320C6678的加載模式主要可以分為一次加載和二次加載。其中一次加載主要是兼容以前版本的DSP加載方式，主要特點(diǎn)是占用存儲(chǔ)空間小，轉(zhuǎn)換過(guò)程復(fù)雜；二次加載是較新的加載方式，主要特點(diǎn)是占用存儲(chǔ)空間稍大一些，但是整體操作流程簡(jiǎn)單。

　　本文所使用的硬件是TI公司生產(chǎn)的DSP6678EVM開(kāi)發(fā)板[7-8]，所使用的軟件是TI公司提供的CCS、MCSDK開(kāi)發(fā)套件中的IBL（Intermediate Bootloader）和Flash燒寫(xiě)工具[9]。本文中定義一次加載為在DSP開(kāi)機(jī)加載時(shí)使用RBL搬移外部存儲(chǔ)器中的代碼。因?yàn)镮BL比RBL最主要的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是搬移代碼時(shí)不需要提前進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，可以自動(dòng)識(shí)別和搬移ELF文件的格式。DSP TMS320C6678的一次加載同TI公司的較前期的產(chǎn)品6000系列和5000系列類似，主要是因?yàn)楣袒胶藘?nèi)部ROM中的Bootloader都大同小異，但是TMS320C6678 PG1.0的鎖相環(huán)在ROM Bootloader中不能被鎖定[10]，因此在EVM6678開(kāi)發(fā)板上FPGA首先會(huì)強(qiáng)制DSP TMS320C6678 boot時(shí)先把I2C EEPROM的0X51中的IBL拷貝到L2SRAM并運(yùn)行IBL，配置好鎖相環(huán)，然后再執(zhí)行一次加載。IBL主要包含了參數(shù)的配置部分和不同存儲(chǔ)器的代碼搬移部分。也就是說(shuō)一次加載運(yùn)行了IBL代碼的前一部分，配置完參數(shù)就重新跳轉(zhuǎn)到RBL進(jìn)行代碼搬移的工作。所以燒寫(xiě)到外部存儲(chǔ)器中的代碼應(yīng)該能讓RBL識(shí)別，因此需要有一個(gè)格式轉(zhuǎn)換的過(guò)程，然后再燒寫(xiě)到外部存儲(chǔ)器中。

　　一次加載的過(guò)程如圖1所示。開(kāi)發(fā)板在上電之后，首先開(kāi)發(fā)板上的FPGA采樣boot模式的撥碼開(kāi)關(guān)，然后FPGA強(qiáng)制DSP從I2C總線的0x51地址啟動(dòng)拷貝IBL到L2SRAM，執(zhí)行IBL，配置好鎖相環(huán)，IBL從FPGA寄存器中讀bootmode的值，如果不是二次加載，IBL把讀到的bootmode值寫(xiě)入到DEVSTAT寄存器，如果是PCIE一次加載還需要配置PCIE工作環(huán)境，然后就在IBL中等待PCIE boot完成，如果不是PCIE boot而是從I2C的0x50 boot，IBL會(huì)直接從0X50 boot，否則IBL會(huì)直接跳入到RBL的起始位置并根據(jù)DEVSTAT寄存器的值進(jìn)行相應(yīng)的boot。

　　在一次加載中，想要boot的代碼首先要先進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成RBL可以識(shí)別的代碼，同時(shí)要滿足外部存儲(chǔ)器件燒寫(xiě)格式的需求。使用TI提供的工具自己制作一個(gè)工具鏈就能完成[11-12]，如圖2所示。

　　rmd文件里面包含一些對(duì)Hex.6x操作的指令，首先用hex.6x把程序中有效數(shù)據(jù)按照指令剝離出來(lái)得到btbl文件，然后經(jīng)過(guò)兩個(gè)小工具得到ccs文件只包含各個(gè)段的內(nèi)容，并不包含boot參數(shù)的任何內(nèi)容，因此要給其配置參數(shù)頭，由于RBL只識(shí)別大端模式，還要進(jìn)行一次大小段的轉(zhuǎn)換。最后把生成的文件燒寫(xiě)到外部存儲(chǔ)器后斷電，把boot開(kāi)關(guān)撥到相應(yīng)的位置，上電boot。

2 二次加載

　　查看IBL的源代碼可以知道IBL主要被設(shè)計(jì)為兩段Bootloader，即iblinit.c和iblmain.c，兩個(gè)文件都有main函數(shù)，其中iblinit.c主要用來(lái)初始化鎖相環(huán)，iblmain.c主要處理二次加載啟動(dòng)。TMS320C6678在上電boot時(shí)在IBL中讀出bootmode是二次加載后會(huì)直接把該加載模式中對(duì)應(yīng)的外部存儲(chǔ)器中的代碼搬移到L2SRAM并運(yùn)行這段代碼，完成boot。TMS320C6678提供的二次加載有I2C NOR Flash加載、I2C NAND Flash加載、I2C TFTP加載3種模式。

　　因?yàn)槎渭虞d時(shí)是使用IBL進(jìn)行代碼搬移，所以二級(jí)加載時(shí)不需要格式轉(zhuǎn)換，只需要把調(diào)試的.out文件后綴名改成.bin，使用MCSDK提供的燒寫(xiě)工具燒寫(xiě)到Flash中即可，IBL搬移代碼時(shí)能自動(dòng)識(shí)別。對(duì)比一次加載，二次加載不需要自己編寫(xiě)工具鏈，操作簡(jiǎn)便，雖然相比一級(jí)加載，ELF格式文件里面有一些無(wú)用信息會(huì)使得占用存儲(chǔ)空間稍大一些，但是現(xiàn)在Flash存儲(chǔ)空間足夠大，價(jià)格便宜，因此二級(jí)加載相對(duì)更方便。

　　二次加載中的IBL代碼其實(shí)就是一次加載中的放在外部存儲(chǔ)器中的程序代碼，所以使用二次加載前，要先把IBL代碼按照一次加載的要求轉(zhuǎn)換文件格式燒寫(xiě)到外部存儲(chǔ)器件中。

3 結(jié)論

　　DSP TMS320C6678有一次加載和二次加載之分，最主要區(qū)別就是是否使用IBL中的搬移代碼的功能，如果沒(méi)有使用，則要對(duì)代碼進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。如果外部存儲(chǔ)器空間小對(duì)存儲(chǔ)空間要求較高，建議使用一次加載；如果外部存儲(chǔ)空間較大，推薦使用二次加載，過(guò)程簡(jiǎn)單。

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