基于PCI總線的DSP系統(tǒng)應(yīng)用程序的更新

摘要： 當(dāng)需要更新DSP業(yè)務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件時(shí)，為了避免利用仿真器所帶來的不便和硬件損壞，采用了PCI總線技術(shù)來取代仿真器，完成系統(tǒng)應(yīng)用程序的更新；針對(duì)帶有外圍FLASH的DSP系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一整套DSP外圍FLASH啟動(dòng)流程和應(yīng)用程序的PCI更新方法；通過實(shí)驗(yàn)證明，DSP業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以通過上位機(jī)利用PCI總線完成DSP外圍FLASH的應(yīng)用程序的更新，同時(shí)在DSP上電啟動(dòng)時(shí)，也可以根據(jù)上位機(jī)的命令，選擇貯存在FLASH中不同的應(yīng)用程序加載運(yùn)行。

關(guān)鍵詞： DSP業(yè)務(wù)系統(tǒng)； PCI； FLASH自舉； 二級(jí)引導(dǎo)

中圖分類號(hào)： TN710?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）06?0113?05

在DSP嵌入式業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)備中，一般采用片外FLASH自舉方式來實(shí)現(xiàn)DSP端應(yīng)用程序的加載和啟動(dòng)[1]。 當(dāng)DSP業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要更新應(yīng)用程序時(shí)，則可通過仿真器連接JTAG口來控制DSP，完成DSP外圍FLASH的應(yīng)用程序更新。然而，對(duì)于成型、交貨的設(shè)備產(chǎn)品，DSP業(yè)務(wù)系統(tǒng)板上一般不會(huì)留有JTAG口，或在機(jī)箱中很難插拔仿真器；另一方面，對(duì)已交貨產(chǎn)品經(jīng)常插拔仿真器，會(huì)對(duì)硬件設(shè)備有所損傷，使設(shè)備硬件處于非控狀態(tài)。

如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用了PCI作為系統(tǒng)通信總線，則可以通過PCI來完成DSP業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用程序的更新和加載。本設(shè)計(jì)以TI公司TMS320C6416T（簡(jiǎn)稱C6416）芯片為例，來說明通過PCI總線來更新DSP系統(tǒng)應(yīng)用程序的過程；同時(shí)本文也設(shè)計(jì)了一種C6416的上電啟動(dòng)方式。

1 C6416的PCI特性

1.1 C6416 PCI傳輸機(jī)理

從圖1可看出，PCI和EMIF接口都是通過EDMA傳輸控制器來與L2存儲(chǔ)器/Cache聯(lián)系的。EDMA傳輸控制寄存器主要用來控制L2存儲(chǔ)器和設(shè)備外圍間的數(shù)據(jù)通信，包括傳輸請(qǐng)求隊(duì)列、地址產(chǎn)生器等[3]；而通道控制器是用戶可編程部分，用戶可以設(shè)置相應(yīng)的寄存器，方便的設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸方式（一維、二維）、事件觸發(fā)選擇、傳輸通道選擇等。

1.2 C6416 PCI操作原理

C6416的PCI操作可以設(shè)置為：

主模式寫：DSP主設(shè)備通過PCI接口寫數(shù)據(jù)到外部PCI從設(shè)備。

主模式讀：DSP主設(shè)備通過PCI接口從外部PCI從設(shè)備讀數(shù)據(jù)。

從模式寫：外部PCI主設(shè)備通過PCI接口寫數(shù)據(jù)到DSP從設(shè)備。

從模式讀：外部PCI主設(shè)備通過PCI接口從DSP從設(shè)備讀數(shù)據(jù)。

1.2.1 C6416 PCI寄存器

PCI接口有以下3種寄存器：PCI配置寄存器，PCI I/O寄存器和映射在DSP存儲(chǔ)空間的PCI控制狀態(tài)寄存器。前兩類寄存器只能被外部主機(jī)訪問，DSP從機(jī)是不能訪問的；而最后一類寄存器，DSP從機(jī)是可以訪問的，并利用其來完成PCI通信的控制和操作。

PCI配置寄存器包含標(biāo)準(zhǔn)的PCI配置信息，包括設(shè)備標(biāo)識(shí)，供應(yīng)商標(biāo)識(shí)，版本等信息，其可以在上電復(fù)位時(shí)自動(dòng)訪問E2PROM進(jìn)行加載或上電復(fù)位時(shí)可以通過默認(rèn)值初始化。

PCI I/O寄存器可以被主機(jī)用來對(duì)從機(jī)進(jìn)行操作和狀態(tài)監(jiān)控。主機(jī)通過base2存儲(chǔ)空間來訪問該類寄存器。該空間大小為16 B，有三個(gè)寄存器：主機(jī)狀態(tài)寄存器（HSR），主機(jī)?DSP控制寄存器（HDSR）和DSP頁(yè)寄存器（DSPP）。

1.2.2 C6416 PCI存儲(chǔ)器映射

PCI端口通過3種基址寄存器可以完全訪問DSP的存儲(chǔ)器映射。

1.2.3 PCI中斷

如果設(shè)置了PCIIEN對(duì)應(yīng)的中斷使能位，當(dāng)對(duì)應(yīng)的中斷源產(chǎn)生，DSP將進(jìn)入中斷狀態(tài)。所有的中斷事件對(duì)應(yīng)于一個(gè)CPU中斷：DSPINT。可以通過PCIIS中斷源寄存器來判斷產(chǎn)生中斷的中斷源。

1.2.4 PCI引導(dǎo)

PCI接口支持從PCI總線引導(dǎo)DSP啟動(dòng)。當(dāng)其他設(shè)備從復(fù)位狀態(tài)喚醒后，CPU被復(fù)位。在此期間，PCI主機(jī)可以盡可能的通過PCI初始化DSP內(nèi)存。當(dāng)PCI主機(jī)完成所需要的初始化工作，則向I/O寄存器HDCR.DSPINT位寫1，使DSP核退出復(fù)位。DSP則從地址0處開始運(yùn)行。值得注意是的是，當(dāng)C6416使用PCI引導(dǎo)方式時(shí)，需要通過硬件設(shè)置來配置DSP上電邏輯選擇PCI引導(dǎo)模式。

2 利用PCI總線來更新系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

2.2 PCI上電直接加載應(yīng)用程序到DSP存儲(chǔ)空間

對(duì)于PCI總線上的從DSP設(shè)備，如果沒有片內(nèi)或片外FLASH，則PCI主機(jī)在上電時(shí)可以直接把從DSP設(shè)備的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)寫到DSP的片內(nèi)RAM或片外RAM，然后指定DSP PC指針運(yùn)行的起始地址。而從DSP設(shè)備應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)存放在PCI主機(jī)的系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備中（如片外FLASH，電子盤等）。

首先通過調(diào)試編譯DSP的應(yīng)用程序，完成所有功能需求，生成C6416可執(zhí)行的.out文件；然后利用上述工具，生成.out文件所對(duì)應(yīng)的.h文件，該文件中數(shù)組的內(nèi)容，則是應(yīng)用程序的二進(jìn)制代碼數(shù)據(jù)；接著通過硬件管腳電平控制，來使DSP處于PCI引導(dǎo)方式，并利用DSP PCI從寫模式，在系統(tǒng)上電后，主機(jī)把.h中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街付ǖ腃6416程序存儲(chǔ)空間；最后向I/O寄存器HDCR.DSPINT位寫1，使DSP核退出復(fù)位，C6416則從0地址開始運(yùn)行。

2.3 利用PCI總線完成從DSP設(shè)備外圍FLASH應(yīng)用程序的更新

更多的嵌入式設(shè)備中，從DSP設(shè)備都接有外圍的FLASH等ROM設(shè)備，用來存放DSP運(yùn)行的應(yīng)用程序。這樣一方面可以減少PCI主機(jī)存儲(chǔ)空間的壓力，同時(shí)可以提高從機(jī)的啟動(dòng)速度。

2.3.1 C6416的FLASH啟動(dòng)方式

2.3.2 C6416從機(jī)的啟動(dòng)模式設(shè)計(jì)

第一步：當(dāng)C6416上電后，首先自動(dòng)完成A搬移操作，“Bootload程序”將被搬移到C6416片內(nèi)RAM的0起始地址，后開始運(yùn)行該段代碼，該段代碼是利用匯編語(yǔ)言編寫，其在C語(yǔ)言庫(kù)初始化前被執(zhí)行；

第二步：“Bootload程序”的運(yùn)行將會(huì)配置C6416的EMIF寄存器，使能片外SDRAM，同時(shí)使B搬移操作完成：“程序選擇搬移代碼”將被搬移到C6416片內(nèi)RAM，并從程序入口地址開始執(zhí)行該代碼段；

第三步：“程序選擇搬移代碼”的執(zhí)行將對(duì)業(yè)務(wù)代碼進(jìn)行選擇，查看需要加載“業(yè)務(wù)代碼1”還是“業(yè)務(wù)代碼2”，把選擇的業(yè)務(wù)代碼搬移到片外SDRAM中，完成C搬移操作或D搬移操作，然后從程序入口地址開運(yùn)行，從而被選中的業(yè)務(wù)代碼將被執(zhí)行。

2.3.3 利用PCI總線更新FLASH中的業(yè)務(wù)代碼

3 結(jié) 語(yǔ)

本文介紹的利用PCI總線更新DSP業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，完全擺脫了JTAG口的制約，利用具有高速數(shù)據(jù)通信特性的PCI總線，針對(duì)包含外圍FLASH和不包含外圍FLASH的DSP業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序的更新。

特別對(duì)于含有外圍FLASH的DSP業(yè)務(wù)系統(tǒng)，本文設(shè)計(jì)的DSP啟動(dòng)方式和FLASH應(yīng)用程序更新流程，能高效地完成應(yīng)用程序的更新，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了DSP啟動(dòng)時(shí)應(yīng)用程序加載的選擇。

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