多媒體應用平臺OMAP5910雙核通訊技

1 引言

　　開放式多媒體應用平臺OMAP5910為一種獨特的雙核結構，它將高性能低功耗的TMS320C55xDSP核與控制性能很強的ARM925微處理器結合起來，適合便攜式手持設備綜合處理能力的需求。ARM長于控制，DSP長于算法，但要想使二者協(xié)調(diào)配合起來產(chǎn)生最大的整體效能，雙核之間的通訊技術研究就必不可少。

　　2 OMAP5910的雙核結構簡介

　　如圖一所示，OMAP5910的雙核結構主要包括增強型ARM925核、TMS320C55xDSP核、交換控制器、系統(tǒng)DMA控制器、時鐘復位管理模塊、內(nèi)部SRAM和外部設備應用接口等模塊。

　　增強型ARM925核是一種先進的32位精簡指令集計算機處理器，工作在150Mhz的主頻上，它可以執(zhí)行32位或16位指令，處理32位、16位、8位數(shù)據(jù)。作為OMAP5910的主機ARM925可以訪問多達4G的空間。

　　TMS320C55xDSP核工作主頻為150Mhz，內(nèi)部有32K字的DASRAM、48K字的SARAM、16K字的ROM和12K字的高速指令緩存存儲器。還有用于地址變換的存儲器管理單元、兩級中斷管理器等模塊。功能非常強大，而功耗卻相當?shù)?，在目前TMS320 DSP家族中最為省電。

　　交換控制器主要用于提供ARM、DSP、系統(tǒng)DMA等對OMAP5910系統(tǒng)存儲資源(包括192K字節(jié)的內(nèi)部SRAM、64M字節(jié)的外部SDRAM和128M字節(jié)的外部FLASH)進行的異步操作。系統(tǒng)DMA控制器經(jīng)過低功耗設計，支持外部存儲器、ARM925、外圍之間的8位、16位、32位數(shù)據(jù)傳輸，有突發(fā)傳送和數(shù)據(jù)打包等功能。

　　時鐘復位管理模塊可以靈活地設置和管理ARM部分、DSP部分、交換控制器的時鐘，使各單元能夠工作在不同的省電模式下，從而最大限度地降低整個系統(tǒng)的功耗。

　　內(nèi)部192K字節(jié)32位數(shù)據(jù)寬度的SRAM為液晶顯示等應用提供了較大的數(shù)據(jù)和代碼存儲空間。外圍設備應用接口為OMAP5910在片外連接液晶、攝像頭、空中接口、USB等提供了方便。

　　3 OMAP5910的雙核通訊機制

　　OMAP5910通過三種方式來支持內(nèi)部雙核間的通訊。第一種方式是通過雙核共享郵箱寄存器Mailbox來實現(xiàn)，雙核間可以互相中斷并通過郵箱寄存器傳遞少量數(shù)據(jù)。第二種方式是ARM通過主機接口獲得對DSP存儲空間和I/O空間的訪問權，然后由ARM來完成數(shù)據(jù)在雙核間的搬移。第三種方式就是通過ARM對DSP存儲器管理單元的設置將DSP的外部存儲空間映射到OMAP5910系統(tǒng)存儲資源中，由DSP來完成雙核間數(shù)據(jù)的搬移。

　　三種通訊方式各有千秋。第一種方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小，但是傳遞信息可靠及時，非常適合在雙核通訊中完成握手聯(lián)絡。后兩中方式都適合在雙核之間傳輸大量數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂普卟煌?，第二種方式由ARM控制完成，第三種方式由DSP控制完成。在一些相對復雜的應用中ARM常常忙于對許多外圍設備的控制，沒有更多的時間來完成雙核間的數(shù)據(jù)傳輸，這時利用第三種方式來完成數(shù)據(jù)搬移必然是最理想的選擇?；谶@種考慮，下面對第三種方式進行一個介紹。

　　3.1 原理框圖

　　雙核間通過DSP的存儲器管理單元MMU和外部存儲器接口EMIF實現(xiàn)通訊的實質(zhì)是利用DSP MMU將DSP的外部存儲器映射在OMAP5910的內(nèi)部SARAM、外部SDRAM和FLASH上，使ARM，DSP及DSP DMA都能訪問這三個存儲區(qū)域從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。框圖如下：