基于TMS320C6670 Boot Loader的研究與實現

陳發堂 肖冬冬 薛堯

【摘要】 軟件在DSP上開發成熟后，都需要脫離仿真器運行，實現自動加載功能。眾所周知，多核DSP的啟動與單核啟動區別很大，涉及到二級引導和核間中斷的問題，針 對于此，本文基于TMS320C6670 四核DSP，對多核程序加載進行了研究與實現。為了快速生成特定格式的多核鏡像，設計了一系列TI工具鏈用于添加SPI啟動參數表、DDR3啟動表、程序入口地址以及完成程序內容格式的轉換，最終實現了DSP的SPI Nor flash 多核啟動

【關鍵詞】 多核啟動 數字信號處理器 核間中斷 啟動表

一、引言

在DSP程序的調試階段，可執行文件存放在主機的硬盤上，調試時，由JTAG仿真器將可執行代碼加載到DSP的內存中調試。但是，當軟件成熟之后準備上市時，嵌入式設備要脫離調試用的PC獨立工作。這時，可以根據應用以及系統設計不同，選用不同的啟動（boot）模式，將可執行代碼加載到DSP的內部RAM中運行[1]。

本文主要介紹了c66x系列DSP多核啟動的若干關鍵技術與基于Nor flash的SPI接口的加載原理，并設計了一系列工具來實現多核啟動。

最終提供一個方便易行的基于工具鏈使用的多核加載方案。該方案很好地解決了c66x 的多核加載，具有一定的參考意義。

二、多核啟動的若干關鍵技術

2.1啟動參數表

對于C66x系列DSP，固化在ROM上的BootLoader程序會初始化core0最后的0xD23F 個字節，存儲啟動過程中的配置信息，即啟動參數表，決定啟動的流程[3]。

2.2 Boot magic 地址

每個核都有一個Boot magic地址，存放環境入口點_c_ int00（）的地址。對于多核DSP，存在局部地址和全局地址之分，每個核的Boot magic地址為本地L2地址的最后一個字。當檢測到Boot magic 地址為0時，核處于空閑態，直到地址值不為0時，相應核跳出空閑態，轉到Boot magic 地址處執行應用程序。

三、TMS320C6670多核啟動原理

多核啟動一般都需要進行二次啟動，在啟動設計過程之前，需要將啟動代碼寫入片外ROM的前1KB內存中，程序代碼寫入片外ROM的1KB之后的內存。由于只有核0具有執行一級引導的權限，在啟動過程中，核0負責程序代碼加載，其它二級核都執行空指令，處于等待中斷的狀態。

四、基于SPI NOR FLASH的多核啟動實現

4.1多核鏡像生成

在CCSv5 集成開發壞境下，多核DSP的每個

核經過編譯鏈接后都會生成一個獨立的.out可執行文件。該文件包含重定位、符號表等一系列輔助信息，格式解析復雜，一般不直接燒寫到Flash上，而是讓其經過一系列工具鏈的轉換，刷選掉無用信息，保留有效信息。

多核鏡像由啟動參數表和啟動數據兩部分組成，其中，啟動參數表為Boot Loader提供了當前啟動需要知道的一些信息。通過工具鏈的使用，將啟動參數表放置于啟動數據的前面，從而構成一個完整的多核鏡像。C6670多核鏡像生成流程如圖1所示。

4.2 多核鏡像燒寫

對于多核鏡像的燒寫，我們使用TI提供的MCSDK下的Nor-Writer程序。Nor-Writer工程中有個nor_writer_input.txt文檔，當我們把多核鏡像.dat文件放到Nor-Writer工程目錄下后，我們只需將filen_name改成我們需要燒寫的鏡像名，start_addr改成DDR開始運行的地址，然后運行程序，便可實現多核鏡像的燒寫。

五、結論

本文基于TI的4核DSP TMS320C6670，對多核啟動原理進行了深入研究，并給出了一種基于工具鏈使用的SPI多核啟動設計與實現。該研究使得復雜的多核啟動過程清晰明了，工具鏈的使用也大大降低了開發難度，對多核啟動的開發可以提供一定的參考。

參 考 文 獻

[1] 牛金海.TMS320C66x KeyStone 架構多核DSP入門與實例精解[M]. 上海：上海交通大學出版社，2014.

[2] 陶永燕.基于TI C66 多核 DSP 技術的研究與應用[D].北京：北京郵電大學，2012.

[3] 蘇保禹.基于TI-C6678的多核DSP圖像處理系統研究[D].中國科學院研究生院（光電技術研究所）， 2014.