标题:
基于TMS320C6678的多核DSP上电加载技术
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作者:
520503
时间:
2015-8-4 22:08
标题:
基于TMS320C6678的多核DSP上电加载技术
0 引言
在视频检测、医疗影像及红外图像快速跟瞄系统应用中，越来越复杂的二维、三维甚至四维的图像处理，需要并行化的处理系统，并能够运行复杂的算法。要实现这些复杂的系统，高端FPGA+高性能DSP是目前普遍采用的方案，而单个DSP的性能已发展至极限，所以解决复杂的并行算法，多核DSP是现在发展的全新方向，其中多核DSP的根加载技术是其难点之一。
TI公司推出的DSP芯片TMS320C6678（C6678）具有8个内核的高性能DSP，每个内核工作频率均达1 GHz。
其支持的Boot 模式有SPI、I2C、EMAC、SRIO 和并口Emif16 NOR-FLASH。其中Emif16 NOR-FLASH模式是不用上位机参与、比较简单、独立成系统的一种，大多独立DSP系统采用该方式。
网上能搜索到关于C6472和C6678零星一些加载资料，都是借助于第三方转换工具，太过于笼统。下面是针对C6678 的并口Emif16NOR-FLASH的上电加载作详细的探讨。
1 C6678 的上电加载过程
所谓上电加载（上电自举），即是当DSP复位后，正常运行用户程序之前运行的一段小程序，就像PC机的BIOS 一样。多核加载同单核加载区别很大，不但要负责主核的加载而且还有其他核的加载与激活。C6678的Emif16 NOR-FLASH 可以直接执行程序（XIP）（这与C641x系列DSP不同），其上电加载过程示于图1。
上电复位后，DSP 首先运行固化在片上ROM位于地址0x20b00000的程序，称为片上Loader，片上Loader根据DSP硬件管脚状态，判断用户采用的Boot模式以跳转到相应模式的二级加载程序。如图1的 Emif16 NOR-FLASH模式中，运行片上Loader后，PC指针直接指向NOR-FLASH首地址0×70000000并开始执行FLASH上的二级Loader程序，二级Loader存储在FLASH开始地址0×70000000~0×70000400的范围内。从0×70000400开始保存应用程序的根表数据（即被烧烧写到FLASH中的应用程序的数据）。二级Loader的功能是将保存在 FLASH中的Core0~Core7的根表数据搬移到DSP相应的地址段内，搬移完后，二级Loader程序PC指针跳到Core0的主程序入口地址_c_int00处，开始执行Core0的应用程序。在Core0的应用程序开始加有使其他核激活运行的代码（这也是有别于单核的特殊之处），至此整个多核加载就此完成。事实上，如果你的应用程序很小，且运行速度要求不高，图1中的2、3和4过程都可以不要，只要把应用程序的原始代码数据烧写到FLASH从0×70000000开始的位置，上电正常运行即可（这在C641x 上是不行的），如此DSP 的许多高性能就体现不出来，且多核工程大多采用嵌入式sysbios工程，占用存储器比较大，所以正常的Boot过程必须采用图1所示的二级加载过程。
从图1中看出，一个完整多核加载过程，开发者需要做的是二级加载器Loader的编写、FLASH中映像文件的产生、FLASH烧写器的编写，主核对各辅助核的触发代码的编写（被加载的应用程序不在本范围内）。
4 辅助核的触发
多核的加载，如果图1中仅仅只是进入Core0的_C_int00地址运行而其他核还未激活，加载仍然是失败的。辅助核的触发，必须两个条件，一是将各核工程的入口地址_C_int00写到各核的Boot Magic Address处;二是向各核的核间中断触发寄存器IPCx（1<x<7）写1。入口地址_C_int00已经在表2的根表文件中由二级加载器Loader 写到了各核的Boot Magic Address了。这里只需要在Core0应用程序开始向相应的IPCx写1即可。由于IPCx是配置寄存器，不能随便改动的，其改写要通过向两个解锁寄存器KICK0，KICK1写特殊数据来解锁，即KICK0=0x83e70b13，KICK1=0x95a4f1e0。解锁后负值IPCx=1即对x 核激活。激活后必须将IPCx加锁，即通过写数据KICK0=0，KICK1=0，IPCx就被锁住。
一旦辅助核被触发，在辅助核应用程序中，须向各自核的Boot Magic Address 写入数据0xbabeface替换各自的_C_int00。
5 结语
多核DSP 加载是一项比较复杂但又很重要的过程［7，9-10］，也是多核技术的应用难点之一，一个多核DSP开发人员，如果要成功走向应用，上电加载这一关是必须要过的。各核的应用工程可以是输出elf格式sysbios工程，也可以不是sysbios 工程。上面的多核Emif16NOR-FLASH 加载方法，在自研的C6678图像信号处理系统中已成功加载。
作者 刘章文,刘七华,谢川林,袁学文
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4 辅助核的触发
4 辅助核的触发