摘 要：在進行DSP 產品化設計時， Bo otLOAder 是一項關鍵技術。為了更好地解決數字信號處理器應用程序的加載問題， 以TI 公司641X 系列DSP 為例， 詳細論述了DSP 的兩種引導方法：ROM 引導和主機H PI 引導， 包括二次代碼編寫、存儲器空間分配、引導表生成和. hex 文件的燒寫。經某星載接收機系統實測驗證， 所述方法同時適用于BIOS 和NoBIOS 兩種系統， 具有可靠性高、可行性強的優點。

　　0  引 言

　　近年來， 以數字信號處理器( DSP) 為基礎的通用信號處理模塊的研制受到人們的重視， 它的研制成功滿足了信號處理系統實時性和通用性的要求， 被廣泛應用于雷達、通信、電子測量和圖像等領域。進行DSP 開發， 最終的目標產品要脫離仿真器運行， 在上電后可自行啟動程序代碼， 這就需要一個能在斷電后保存程序的存儲器。對于C641X 系列的DSP， 內部沒有供用戶使用的非易失性存儲器， 只能將程序代碼存放在外部的非易失性存儲器中。因此， 通常需要在上電復位時， 將存儲在外部速度較慢的存儲器的程序代碼搬移到片內高速RAM 中， 這個過程被稱為Bo otLo ader 。因此， 在設計通用信號處理模塊前， 有必要研究DSP 的多種引導方式。

　　1  C641X BootLoader 方式和過程

　　C641X 有三種Boot 模式：不引導、ROM 引導和主機引導。第一種方式只能用于仿真運行; 第二種方式利用片內固化的Boo tLoader 程序通過EDMA 通道， 從EMIF 的CE1 空間拷貝1 KB 數據到地址0 處， 然后從地址0 處開始執行。這種方式只需一片非易失性存儲器， 實現較為簡單; 第三種方式是在DSP 內核處于復位時， 由外部主機通過主機接口實現程序引導。這種方法雖然復雜度較前者高， 但也被廣泛應用于一些具有抗空間輻射效應的星載平臺中。

　　2  ROM BOOT 實現

　　前面提到這種方式是在DSP 上電復位后， 由片內固化的Bo otLo ader 代碼采用EDMA 方式從CE1 空間復制1 KB 代碼到地址0 處。但通常用戶程序都遠大于1 KB， 這就需要編寫二次Bo otLoader 代碼， 將用戶程序搬移到DSP 內部RAM 中。下面介紹具體實現過程。

　　2. 1  二次引導程序編寫

　　由于系統最初啟動時， C 語言環境還沒有初始化，所以二次引導程序一般用匯編語言編寫。主要完成EMIF 寄存器配置， 程序搬移， 最后跳轉到C 程序入口函數。其中， 程序搬移主要有兩種實現方式。一種方法無需Co py Table( 引導表) ， 而采用鏡像的方式將所有程序代碼看成是一個連續的數據段， 二次引導時將片外存儲器的內容鏡像到內部RAM 即可。這種方法雖然實現簡單， 但存在占用空間資源大， 引導效率低的問題。

　　第二種方法是利用引導表實現。這種方法生成的引導文件是各段連續存放的， 因而引導效率較前一種方法高。關于引導表的格式和生成參見2. 4 節; 兩種方法的二次裝載匯編程序可參見CCS 燒寫工具FLASHBurn 提供的示例工程， 這里不再詳述。

　　2. 2  存儲空間分配

　　程序存儲空間可分為LOAD 空間和RUN 空間。

　　前者保存程序代碼， 物理介質一般為片外FLASH 或E2 PROM; 后者是程序代碼實際運行的空間， 物理介質一般是內部RAM。通常， 經常訪問的程序和初始化變量的LOAD 空間放在FLASH 中， 而RU N 空間則放在內部RAM 中; 對于只在初始化時使用的段， 其LOAD和RU N 空間都放在FLASH 中; 而對于非初始化變量， 其LOAD 和RU N 空間都安排在內部RAM 中。當然， 如果存儲空間充足時， 也可統一將LOAD 空間放在FLASH 中， 而把RUN 空間放在內部RAM 中。根據上述內容， 可以將C64X 存儲區作表1 所示的安排。

表1  存儲區分配。

　　其中， VECS 用于存放中斷向量表， BOOT 存放二次引導程序。

　　2. 3  cmd 文件

　　cmd 文件的作用是實現前兩節所述的二次裝載代碼、中斷向量表等的存儲空間分配， 其主要包含內存的劃分以及各程序代碼段的load 地址和run 地址的分配。常見的cmd 文件如下所示:

}

　　其中， vecto rs 是包含中斷向量表的段; BootLoad是包含二次裝載代碼的段。

　　2. 4  引導表的生成

　　引導表的常用格式如下:

　　段1 的大小

　　段1 的目的地址

　　段1 的內容

　　段2 的大小

　　……

　　0;

　　0;

　　0;

　　一種方便的生成引導表的方法是， 當工程文件編譯生成. out 文件后， 用CCS 自帶的hex6x 可執行程序將其轉化為用于程序引導的. hex 文件。這種方法需要編寫一個轉換命令文件作為hex6x 命令的輸入參數，具體如下:

　　其中len 的大小可以查看map 文件， 只要大于程序和數據的實際長度即可。

　　2. 5  文件燒寫

　　將. hex 文件燒入ROOM 或FLASH 中的方法有以下幾種 :

　　( 1) 使用通用燒寫器寫入。

　　( 2) 使用CCS 自帶的燒寫工具FlashBur n。

　　( 3) 用戶自己編寫燒寫FLASH 的程序。

　　其中， 使用通用燒寫器需要文件格式轉換且要求燒入的器件是可插拔的; 而第三種方法又需要自己編寫代碼， 費時費力; 常用的是第二種方法， 這種方法只需稍加改動， 就可以運用于不同的目標系統中。這是因為這種方法需要首先下載FlashBurn 提供的工程FBT C 的. out文件到目標系統中。這個工程的代碼包含了系統中使用的存儲器的燒寫命令字， 而對于不同的存儲器，該命令字是有差別的。這里要做的就是將工程的控制字宏定義改為自己目標系統芯片的控制字， 重新編譯鏈接， 然后在FlashBurn 中選定新生成的FBTC. o ut 文件和待燒入的. hex 文件， 就可完成文件燒寫。

　　3  外部主機HPI 引導實現

　　選擇這種引導方式時， 外部主機在DSP 內核處于復位狀態， 但芯片其他部分已經脫離復位狀態時， 通過HPI 接口訪問DSP 的全部存儲空間和外設寄存器。當主機完成代碼裝載和初始化后， 置HPIC 寄存器中的DSPNIT 位為1 使內核脫離復位狀態， 然后從0 地址處開始運行， 具體流程如圖1 所示。

圖1 H PI 引導流程圖。

　　這種方式也需要如ROM BOOT 方式一樣生成. hex 文件， 生成方法和上述大致相同， 只是由于有了外部主機的參與， 可以將程序代碼一次性裝載到片內RAM 中， 沒有1 KB 的限制， 因而無需二次啟動代碼， 只需在0地址處添加跳轉指令， 使得DSP內核復位后能從入口函數_c_int00 處開始執行即可。

　　4 .結語

　　本文詳細論述了TMS320C641X 系列DSP 上電自啟動的兩種方法， 并通過某星載通信接收機系統的驗證， 方法簡單可行。該方*述時雖然是基于非DSP/BIOS 框架， 經驗證也同樣適用于DSP/ BIOS 系統中。