达芬奇数字媒体片上系统架构和Linux启动 达芬奇, Linux, Flash, 技术

yuyang911220

达芬奇( DaVinci)数字媒体技术平台TMS320DM6446/3采用了ARM+DSP双核的架构，本文从芯片的硬件结构入手介绍达芬奇DMSoC硬件部分及Linux OS的启动过程。　　达芬奇DMSoC硬件概述
　　如图1所示，达芬奇数字媒体片上系统(DMSoC)提供：两个内核(ARM+DSP)；视频处理子系统(VPSS)；多种 Boot模式(NOR Flash/NAND Flash/UART0 Boot Mode)；两个电源域；多个时钟树；多个引脚独立或复用的外设。

图1 DM6446功能结构框图

　　● ARM-DSP集成
　　对于双核的达芬奇架构，大家最关心的就是两个核之间的资源分配、通信方式及如何高效地实现资源共享各尽其能。ARM独享(DSP不可用)的外设有：UART0/1/2，I2C，看门狗定时器，PWM0/1/2，ARM中断控制器，USB2.0，ATA/CF，SPI，GPIO，VPSS，EMAC/MDIO，EMIFA CONTROL，VLYNQ，MMC/SD。DSP独享(ARM不可用)的外设有：DSP中断控制器，VICP。ARM和DSP共享的外设有：EDMA，Timer0/1，Power & Sleep Controller，ASP和EMIFA Data。

图2 ARM-DSP集成结构

　　如图2所示，可以很清楚地看到ARM可以访问DSP片内存储器(L2RAM和L1P/D)；DSP可以访问ARM片内存储器；ARM和DSP共享DDR2和AEMIF。因此，通常情况下ARM只需传递需要处理的数据地址指针给DSP，而无须大块的数据搬移。ARM和DSP之间的通信可以通过相互中断实现。ARM可以中断DSP(通过4个通用中断和1个不可屏蔽中断)；DSP可以通过2个通用中断来中断ARM。ARM控制DSP的电源、时钟、复位和引导。
　　● DMSoC存储器映射
　　达芬奇DMSoC多个片上存储器和两个处理器及不同的子系统相关。为了简化软件开发，DMSoC中所有的存储器统一编址，如表1所示。

　● DMSoC交换中心资源
　　以上大家看到DMSoC有非常丰富的外设和视频处理硬件资源，而且ARM和DSP又共享DDR2等存储器资源，那么DMSoC又是如何确保ARM、DSP和VPSS同时访问外设或存储器资源时不会引起冲突呢？DMSoC中的交换中心资源(SCR：Switched Central Resource)会做出管理。如图3所示，把任何一个发起数据传输的源称为Master(每一个Master有一个专用的ID)，这个Master要访问的目的地称为Slave，这样在Master和Slave之间就构成一条数据传输的通路。从图3中可以看到，在SCR中可以有很多并行的Master到Slave的数据通路。如果是不同的Master、相同的Slave，那么可以通过设置每一个Master的优先级来得到特殊应用系统的最佳性能。对于大多数的Master，可以通过寄存器MSTPRI0和MSTPRI1来设置它们的优先级。如果Master是C64x+、VPSS和EDMA，可以通过它们自己的相关寄存器控制它们自己的优先级，这样可以更加灵活、快速的实现高的视频数据吞吐带宽。详细信息可以参考DM6446的数据手册。

图3 DMSoC交换中心资源的结构框图

　　电源域及复位
　　达芬奇DMSoC有两个电源域，分别是Always On域和DSP域。Always On域由CVDD ARM核电源供电，给ARM、总线、SCR和除VICP之外的所有外设提供电源；DSP电源域由CVDDDSP DSP核电源供电，给DSP和VICP提供电源。
　　双核架构的达芬奇DMSoC的功耗也非常有竞争力，这一方面取决于芯片本身的工艺，另一方面也取决于芯片内部时钟和电源的结构。如图4所示，达芬奇DMSoC有电源休眠控制器(Power & Sleep Controller)管理芯片电源的开关及复位。可以用软件控制DSP电源域，控制DSP及其模块时钟的开关和复位。PSC不支持ARM及其模块的断电控制、ARM的本地复位和ARM的时钟关断控制。同时PSC可以中断ARM和DSP，支持IcePick仿真(emulation)特性。

图4 DM6446的电源休眠控制器

　　关于达芬奇DMSoC的复位类型、触发源及对应的复位对象请参考表2。