基于OMAP—L138處理器的啟動驅動開發

付雪飛

摘要：本文介紹NorFlash啟動雙核系統的辦法，詳細介紹啟動過程中需要的工作流程，包括程序的存放、燒寫、載入、跳轉、執行等。

關鍵詞：雙核；啟動；NorFlash

中圖分類號：TN312+8；TP368.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）04-0166-02

1 雙核啟動介紹

1.1 OMAP-L138介紹

OMAPL138雙CPU內核高性能處理器是由德州儀器公司的雙CPU處理器，內部包含DSP和ARM兩個CPU內核。本文介紹了一種基于Flash實現雙核啟動，并分別加載ARM和DSP程序的方法，介紹了OMAPL138雙CPU核的自啟動和開發方法，對于OMAPL138的應用有非常強的參考。

1.2 OMAP-L138程序映射介紹

本文介紹ARM啟動后，喚醒DSP自啟動系統，這種自啟動系統需編寫bootloader程序、應用程序段，其中ARM包含bootloader、應用程序，DSP包含應用程序。

所有程序的代碼放置在外部NOR Flash內，外部Flash與雙核CPU通過EMIF總線連接。程序放置位置的中的地址映射如圖1所示，其中，bootloader.bin通過雙核CPU出廠自帶的搬運程序到共享shareRAM中，shareRAM起始地址為0x80000000，出廠自帶的搬運程序不能搬運超過16 KB的二進制文件；ARM應用程序arm.bin放在DDR2，起始地址為0xC0000000和DSP應用程序代碼段放在L2，起始地址為0x11800000，最后，ARM中斷向量表存放在ARM_LOCAL_RAM地址空間，位于0xFFFF0000處。

1.3 OMAP-L138程序啟動流程介紹

（1）所有目標碼（*.bin）寫入外部NORFlash的程序實現。寫入外部NORFlash程序是由用戶獨立編寫，運行在ccs5.4中的一個額外的仿真程序，用于將應用程序寫入到外部NORFlash中，當然寫入地址除bootloader.bin必須在NOR Flash頂端外，其他*bin程序都可以由用戶自由定義。

（2）bootloader只完成一項工作，就是將ARM程序、DSP程序、中斷向量表搬移到分別對應的空間中去。

之后ARM程序按順序完成的以下事件：

（1）將ARM設置為super mode，且初始化對應的寄存器和堆棧；

（2）雙核CPU內部寄存器的初始化；

（3）由ARM通過控制字Wake Up DSP；

（4）在ARM程序中調用跳轉到相應需執行的程序地址。

最后DPS程序被喚醒，則執行應用程序。

2 雙核程序啟動詳細介紹

2.1 bootloader介紹

Bootloader為自編寫的一段代碼，主要是用來搬運較大的文件，因為OMAP-L138芯片內部自帶的load程序只能搬運不能超過16K大小的BIN文件，如果用戶想使用大于這個文件大小的應用程序，則需要自己編寫搬運程序，也就是此處介紹的bootloader程序。

Bootloader編寫原則上是簡單，精煉，只需完成一個搬運功能即可，其他復雜功能都不必實現，像芯片初始化等可有后續應用程序去完成。

2.2 將bootloader代碼、ARM和DSP應用程序寫入Nor Flash中

首先必須編寫一個NorFlashWrite的程序，此程序應能初始化OMAP-L138芯片，并能獨立運行，并能操作外部NorFlash。

將bootloader代碼、ARM和DSP對應的*.bin二進制文件讀取到電腦內存空間且檢驗文件正確，使用NorFlashWrite（用戶自己編寫的寫入NOR Flash的小程序，根據用戶硬件連接不同，寫入地址和方式也相應會改變）將*.bin寫入到NOR Flash對應地址內。

Bootloader.bin根據手冊要求需放置在NorFlash頂端位置處，具體的寫入由NorFlashWrite程序完成。

2.3 執行流程

2.3.1 Bootloader載入、執行

首先，OMAP-L138芯片被上電，芯片自動執行內部的loader程序，根據芯片外部跳線，芯片會自動選擇外部程序載入方式，本文為NorFlash方式。芯片出廠自帶的自啟動程序會搬運NOR Flash頂端地址（0x60000000）的16KB大小的二進制代碼到雙核CPU的共享內存的頂端地址處（0x80000000），雙核CPU搬運完成后，雙核系統強制將程序運行PC指針指向0x80000004處運行此處地址的指令。

2.3.2 ARM應用程序執行

首先，ARM的初始化函數會更改寄存器CPSR的模式、中斷控制位，使ARM核處于super mode下，如果ARM不處于super mode下，很多ARM硬件資源都不能使用，而且不處于super mode下很多寄存器也不能訪問；之后，關閉所有中斷允許寄存器，將super mode的堆棧初始化；在super mode堆棧的所有初始化結束后，雙核內部的寄存器也需初始化，最后通過wake up命令來喚醒DSP即可，至此ARM基本工作已經完成。

2.3.3 DSP應用程序執行

DSP應用程序在ARM對其喚醒時已經開始執行了，ARM需將wake up DSP的地址寫入到寄存器HOST1CFG中，此地址為DSP即將運行程序的頂端地址。

2.4 執行結束

當DSP應用程序被執行時，OMAP-L138雙核的啟動已經完成，ARM和DSP核可以分別運行，它們之間可通過配置系統寄存器CHIPSIG中的SYSCFG_CHIPINTx向DSP發送系統中斷實現雙核通信，或通過ShareRAM等方式交換數據。

3 結語

本文講解了一種基于NorFlash自啟動開發，實現OMAPL138中ARM和DSP的啟動方案，方案簡易，代碼量少，易于實際應用，并詳細分析了OMAPL138雙核CPU系統的自啟動方式和實現方案，對于OMAPL138雙核CPU系統實際運用有很強的參考價值。

參考文獻

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