TMS320C6727 DSP兩種引導(dǎo)方式設(shè)計(jì)

摘要：文中詳細(xì)描述了TMS320C6727DSP兩種引導(dǎo)方式，并給出了在工程應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方法。這兩種方法都避免了在設(shè)計(jì)過程中使用外部程序存儲(chǔ)芯片，節(jié)約了布線空間和設(shè)計(jì)成本。在引導(dǎo)過程中，主機(jī)能夠驗(yàn)證寫入DSP芯片的數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性。

TMS320C6727DSP是TI公司的浮點(diǎn)信號(hào)處理芯片，該芯片具有處理速度快，運(yùn)算精度高的特點(diǎn)，因此被廣泛的使用。對(duì)該芯片進(jìn)行應(yīng)用程序加載通常采用的Parallel Flash方式，該方式需要一片外部存儲(chǔ)芯片，加載程序相對(duì)復(fù)雜，在加載的過程中具有不可預(yù)知性。對(duì)于具有上位主機(jī)的系統(tǒng)來說，采用HPI或SPI0 SLAVE方式進(jìn)行引導(dǎo)時(shí)，不僅不需要外部程序存儲(chǔ)芯片，同時(shí)在引導(dǎo)的過程中可以嚴(yán)格的驗(yàn)證寫入DSP芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)，具有更高的可靠性和靈活性。

1 引導(dǎo)方式配置

TMS320C6727(DSP)有HPI，SPI0，Parallel FLASH，I2C1等多種引導(dǎo)方式，不同的引導(dǎo)方式是通過芯片上電時(shí)讀取外部引腳配置確定的，本文主要對(duì)HPI和SPI0 Slave兩種引導(dǎo)方式進(jìn)行詳細(xì)介紹。引導(dǎo)方式的選擇見表1，圖1中描述了硬件實(shí)現(xiàn)方法。

根據(jù)圖1，當(dāng)選擇HPI引導(dǎo)方式時(shí)，電阻R255焊接，斷開電阻R254。當(dāng)選擇SPI0 SLAVE方式時(shí)斷開電阻R255，同時(shí)焊接R254，R256，R259和R260。

2 SPI0 SLAVE方式

在芯片上電后通過確定BOOT引腳的配置來選擇SPI0SLAVE引導(dǎo)方式，然后DSP運(yùn)行固化在芯片內(nèi)部的BOOTLOADER程序。DSP芯片的BOOTLO ADER引導(dǎo)程序主按照AIS通信協(xié)議與外部器件的通信，完成程序加載并運(yùn)行。AIS協(xié)議的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

AIS協(xié)議分為3個(gè)傳輸過程：SWS-POS-OS;具體描述如下：

1)SWS階段主要用來同步主機(jī)與DSP之間的通信連接，在這個(gè)過程中主機(jī)向DSP發(fā)送同步數(shù)據(jù)0x5853，同時(shí)主機(jī)進(jìn)行接收，當(dāng)主機(jī)接收到的數(shù)據(jù)位0x5253后，表示主機(jī)與DSP之間同步完成，并進(jìn)行POS階段。

2)POS階段主機(jī)首先發(fā)送數(shù)據(jù)0x5853590B，并收到從DSP發(fā)送的數(shù)據(jù)0x5852590B，然后主機(jī)向DSP發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)N，在正確接收到數(shù)據(jù)N后，主機(jī)依次向DSP發(fā)送數(shù)據(jù)1-N，并收到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在整個(gè)過程中，如果數(shù)據(jù)接收出錯(cuò)，則返回到SWS階段。如果正確接收，則進(jìn)入OS階段。

3)OS階段，主機(jī)首先向DSP發(fā)送一個(gè)AIS命令數(shù)據(jù)，所有的AIS命令數(shù)據(jù)都是以0x5853xxxx的格式組成的，當(dāng)主機(jī)在向DSP發(fā)送命令數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)會(huì)收到相應(yīng)的返回?cái)?shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)的格式為0x5253xxxx。通過判斷接收的數(shù)據(jù)可以在OS階段監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的寫入是否正常，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，返回到SWS階段，并從新開始正個(gè)過程。

3 HPI方式

相對(duì)于SPI SLAVE方式，HPI加載方式則要簡(jiǎn)單的多，首先在DOS界面下利用HEX6X執(zhí)行一個(gè)命令文件，把COFF文件轉(zhuǎn)換成一個(gè)可下載的ASCII文件。命令文件的設(shè)置如下：

根據(jù)上面的命令文件，最終生成的ASCII文件每一行以‘：’開頭，具體的格式如表2所示。

由表2可以看出，當(dāng)COFF文件轉(zhuǎn)換后的長(zhǎng)度大于64kbytes時(shí)，長(zhǎng)度信息將無法表示，為了避免產(chǎn)生這種情況，當(dāng)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度大于64kbytes時(shí)，會(huì)自動(dòng)增加一行，該行的主要功能是對(duì)地址進(jìn)行線性擴(kuò)展，在其下一行又從零開始，具體如下：

x.map文件包含有執(zhí)行程序在DSP中的入口地址信息(entry point)和各段的分配地址(dest)和長(zhǎng)度(size)信息。上電后，上位機(jī)根據(jù)這些信息寫入到DSP的相應(yīng)的地址，當(dāng)整個(gè)文本文件傳輸完成后，向地址0x10000714中寫入DSP程序執(zhí)行的入口地址，然后向地址0x10000718中寫入數(shù)據(jù)0x01使DSP開始運(yùn)行。工作流程見圖6。

上位機(jī)實(shí)現(xiàn)加載的程序如下(C語言)：

4 結(jié)束語

文中介紹了TMS320C6727DSP芯片的兩種引導(dǎo)方式，這兩種方式都是通過上位主機(jī)對(duì)DSP芯片加載應(yīng)用程序，有利于DSP算法的改進(jìn)，同時(shí)在不該變硬件的基礎(chǔ)上能夠通過簡(jiǎn)單的上位機(jī)程序就能對(duì)板卡進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)用。這兩種方法的上位機(jī)控制程序具有簡(jiǎn)單易懂和便于移植的特點(diǎn)。兩種方法的區(qū)別在于，HPI方式由于是并行工作，因此速度很高，缺點(diǎn)是占用的引腳多，在硬件設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)布線要求很高，而SPI0SLAVE方式以串行工作，相對(duì)來說程序加載時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，但是所需要的引腳很少，對(duì)于布線空間的要求低。在實(shí)際應(yīng)用中該兩種方式應(yīng)根據(jù)不同的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。以上兩種方式在實(shí)踐中已經(jīng)被驗(yàn)證是穩(wěn)定可靠并可行的。