二次boot资料.doc
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1、二次boot精品资料TMS320C6000系列二次Bootloader的设计与实现 2007-07-25 16:27:29 作者:谢世珺 李永超等 来源:电子工程师 关键字: 程序 中断 指令 存储 引 言 随着DSP(数字信号处理器)系统的广泛应用,其程序规模也随之不断扩大,使用芯片本身自带的Boot-loader通过Flash存储器来引导DSP程序,往往受到程序大小和结构的制约,比如程序很大超过厂商固化boot的范围,再如中断向量表的不同位置对程序boot跳转的影响,等等,因此越来越需要更加灵活的引导方式。系统上电后,由引导程序将DSP的应用程序从该存储器引导到DSP应用板上的高速存储器(
2、如内部SRAM、SDRAM等)中。由于Flash存储器具有电信号删除功能,且删除速度快,集成度高,因此已成为此种存储器的首选。由于Flash存储器的存取速度较慢,写入Flash存储器的程序将在系统上电时被DSP装载到快速的存储器中运行,这个过程称为Boot loader。不同的DSP有不同的引导方式。以TI公司TMS320C6000系列芯片为例,自举方式有3种:无自举(No Boot),CPU直接开始执行地址0处的指令;主机自举(Host Boot),系统复位后主机通过CPU的HPI(主程序设计接口)初始化DSP的存储空间;ROM自举(ROM Boot),DMA控制器从CEl空间复制固定长度程
3、序的地址0处,然后从地址0处开始执行。对于620x670x DMA,复制64 kB数据从CEl到地址0;而对于621x671x EDMA,复制1 kB数据从CEl地址开始到地址0。关于TI公司的C6000芯片二次Bootloader在许多文献都介绍过,包括二次Bootloader的PLL、EMIF的设置和搬移表的设置和Flash存储器的烧写过程,但是对于有中断向量表的二次Bootloader实现的文献很少。本文以TI公司高性能DSP的代表作TMS320C6000系列芯片为例,介绍了一种带中断向量表的二次Bootloader的新途径,从而为TMS320C6000系列DSP的开发提供了一种新的思路
4、。该方法在实际中得到具体应用,系统运行稳定可靠。1 二次Bootload的过程TMS320C6713是TI公司推出的TMS320C67xx系列浮点DSP中最新的一种芯片。TMS320C6713每周期可以执行8条32位指令;支持3264位数据;具有最高225 MHz的运行速度和1800 MIPs(百万次运算每秒)或1350 MFLOPS(百万次浮点运算每秒)的处理能力;同时是有强大的外设支持能力;EMIP(外部存储器接口)可以很方便地与SDRAM、SBSRAM、Flash存储器、SRAM等同步和异步存储器相连,16位EHPI接口可以与各种处理器接口;另外,还有优化的多通道缓存串口和多通道音频串口
5、,这些外部接口使设计人员可以很容易实现自己的应用系统。在选择ROMBoot方式时,RESET由低变高后,C6713的CPU内核处于复位状态,而C6713的其他部分则开始工作,此时EMIF的CEl空间根据ROM Boot的方式自动地配置为81632位异步存储器接口,并且CEl空间读写时序自动地配置为最大,随后将CEl空间的前1 kB复制到0x0000 0000地址处。通过这1 kB的数据实现对其他程序的引导。对于中断向量表设在0x0000 00000x0000 0400处的程序来说,1 kB数据中处包含EMIF设置代码和搬移程序外,必然也包含中断向量表。本文重点叙述带中断向量表的Bootload
6、er的过程,中断向量表起始地址为0x00000000。如果程序长度小于1 kB,那么就不需要二次bootloader,但是往往程序长度都会大于1 kB,所以二次bootloader是必然的过程。二次Bootloader的实现需要引入EMIF设置和搬移的程序,即编写boot_c671x_2.s62、c6713_emif.s62,lnk2.cmd和boot.cmd3个文件。本文以实现多通道缓冲串口的程序进行说明,实现二次Bootload的过程框图如图1所示。首先调入调试好的用户程序工程文件MeBSP_test.pjt工程作为例程,然后在此工程文件中引入3个文件。程序编写好后,要引入3个很重要的文件
7、;EMIF的值定义文件(c6713_emif.s62);关于EMIF的设置和数据搬移的程序(boot_c67lx_2.s62);cmd配置文件(lnk2.cmd)。同时,其原来的mcbsp.cmd文件要去掉。图2做了一个对比。图2(a)为原程序,图2(b)为生成要烧写的数据的程序,图2(b)中加入了3个文件,原有的mcbsp.cmd去掉了。其中boot_c67lx_2.s62是通用的,c6713_emif.s62要根据具体实际的芯片配置EMIF的参数。其中boot_c671x_2.s62包含了.boot_load的函数,这个函数包含几个过程,如图3所示。c6713_emif.s62文件包括EM
8、IF的几个参数配置。Ink2.cmd文件位COFF的配置。其次,就是把生成的*.out文件首先使用CCS开发环境自带的工具Hex6x.exe把工程生成的*.out文件转化成hex格式,在DOS环境下指令为Hex6x.exeboot.cmd。最后根据Flash存储器芯片的要求把hex文件烧写到Flash存储器中指定的地址即可。本例采用的AM29LV800BB-70ecFlash存储器芯片,采用3.3 V供电,完全兼容JEDEC标准,并支持在系统编程,用户只需向其内部的命令寄存器写入命令序列即可实现部分擦除、全部擦除、数据写人等功能;同时可提供硬件和软件方法来检查Flash存储器的操作执行情况。首
9、先需要对芯片进行擦除全部变为0xFFFF,然后再进行烧写。由于Flash存储器是以16位进行访问的,所以对Flash存储器而言其物理地址以16位为单位进行编址,而程序中使用的逻辑地址是以字节为单位进行编址的,二者之间的关系如下:逻辑地址=物理地址1,所以程序中有地址偏移。下面给出烧写的程序。2 带有中断向量表的二次Bootloader的实现第1节介绍了一般的二次Bootload过程,但当需要boot带中断向量表的程序时,需要仔细考虑3个重要文件的编程,否则将会遇到意想不到的后果。2.1 配置文件Ink2.cmdInk2.cmd有了细微差别,此时有中断向量表,所以在分配时要考虑vectors的分
10、配空间。在配置文件中差异主要在Memory中,section的部分如下:SECTIONS MEMORY的差别具体如下:a) 没有考虑中断向量表配置的部分程序:b) 考虑中断向量表配置的部分程序:.vectors为中断向量表,其有0x200的长度的数据,必须放在0x90000000的地址处,.boot_load紧接着放置。2.2 中断向量表文件vec.asm还有一个很重要的一点是图2中vec.asm文件的变化。在调试程序时,中断向量表开始会直接跳到c_int00处,但是待烧写的前1 kB数据,首先要进行EMIF设置和搬移过程,所以其指向要发生变化。vecter.asm部分程序如下:a) 原程序的
11、vecter.asm部分程序:b) 产生Bootload数据的程序的vecter.asm部分程序:以上程序中,程序a)开始是指向c_int00,程序b)为指向_boot,即.boot_load()的人口。这是因为在1 kB的程序复制完成后,程序即开始执行。首先应执行二次boot程序,即入口点_boot,完成二次boot后,再执行正常的初始化C语言环境代码,进而跳转到用户main函数。此时生成的.out的文件,通过hex6x.exe转化成可烧写的数据。2.3 转换数据的配置文件boot.cmd通过hex6x.exe可以把boot.out文件转化成boot.hex形式,方便烧写到Flash存储器中
12、。此时Boot.cmd的也要做相应的变化,把中断向量表的程序同.boot_load程序,程序段,数据段一样转化过来。boot.cmd配置程序如下:a) 没有考虑中断向量表的boot.cmd配置:b) 考虑中断向量表boot.cmd配置:以上程序中len可以根据实际程序的长度进行修改,如果用hex6x.exe boot.cmd进行转化,程序长度过短时,会产生警告提示。此时可以查看map文件,看看程序和数据占用的空间来定len的大小,只要len大于实际的程序长度即可。Romwidth根据所用的Flash存储器的位数来定,如果是8位的就写8,如果是16位的就换成16。以上程序中,程序b)与程序a)不
13、同的是加入了.vectors,使得生成的boot.hex文件中0x0000 0000地址就为vectors的程序。此时生成的*.hex的文件可以烧写到Flash中。3 结束语本文以TI公司高性能DSP TMS320C6000系列芯片为例,介绍了从Flash存储器进行引导,带中断向量表的二次Bootloader的新途径,其中对Bootloader的程序需要改写的部分详细叙述了具体的差别,从而为TMS320C6000系列DSP的开发提供了一种新的思路。该方法简单可行,在TI公司提供的文档上,只要稍做修改就可以得到正确的结果,该方法已在实际工程中得到具体应用,系统性能稳定。一般情况下中断向量表的首地
14、址都为0x0000 0000,如果中断向量表没有设在0x0000 0000地址时,要对boot_c671x_2.s62文件中ISTP进行设置,此时vectors就不需要放在1 kB的数据中,而是在1 kB的程序空间中指向vectors的初地址。(本文转自电子工程世界:基于CPLD译码的DSP二次Bootloader方法时间:2009-08-31 10:24:11 来源:电子设计应用 作者: 刘 伟,闫玉华 山东工商学院随着数字信号处理技术的快速发展,数字信号处理器(DSP)越来越广泛地应用于各种实时嵌入式系统中。当系统调试完毕,想脱离仿真环境并在上电复位后自动启动程序代码运行时,必须将程序代码
15、存储在非易失性存储器中。Flash存储器以其大容量和可在线编程等特点已成为DSP系统的一个基本配置。在系统上电复位后,DSP芯片内部固化的引导装载器(Bootloader)把应用程序从Flash引导到DSP芯片内高速 RAM中执行。这样既利用了外部存储器扩展DSP有限的ROM资源,又可以充分保证用户程序的全速运行1-2。本文采用德州仪器公司的16位定点DSP芯片TMS320VC5509A(以下简称5509A),其PGE封装形式只有14根地址总线(A0A13),最大只能寻址16KB的Flash存储器3。若要寻址更大地址空间,就需要控制Flash存储器的高位地址线。常见的解决方案是采用DSP的通用
16、输入输出GPIO(General Purpose Input/Output)引脚来控制Flash的高位地址线,从而实现Flash存储器的分页访问5-6。然而,对于较大容量的Flash存储器,如本文采用的Am29LV800的容量为512K16bit,有19根地址线4,如果采用上述方法,硬件连接虽然简单,但会占用较多的GPIO引脚,而且以后的系统扩展也不方便。本文介绍了一种基于CPLD快速译码的DSP二次引导方法,利用CPLD的时序严格、译码速度快、可在线编程等特点,在 DSP的外部存储器接口EMIF(Exteral Memory Interface)的CE2空间模拟了一个Flash换页寄存器FP
17、R(Flash Page Register),在上电复位后控制Flash的高位地址线,从而实现Flash的分页访问。因此,可通过二次bootloader程序修改FPR的值,控制Flash的高位地址线,将最终的应用程序加载到RAM中运行。1 TMS320VC5509A的并行引导模式1.1 5509A的引导模式5509A的引导模式选择是通过4个模式选择引脚BOOTM3:0来配置的,BOOTM30引脚分别与GPIO0、3、2、1相连。5509A提供了六种引导模式,即EHPI引导模式、8位/16位并行EMIF引导模式、8位/16位标准串行口引导模式、SPI EEPROM引导模式、USB引导模式以及I2
18、C E2PROM引导模式。本文采用16位并行EMIF引导模式,将BOOTM3:0设置为1011即可。在16位并行EMIF引导模式下,DSP芯片内部固化的Bootloader程序上电复位后,首先从CE1空间首地址0x200000h处开始读取程序代码,并加载到RAM中运行。1.2 5509A的引导表格式程序代码以引导表的格式存储在Flash存储器中。引导表是独立于所选引导模式的一种特定的格式,包含了用户程序的代码段、数据段、段在RAM中的目标地址以及程序入口地址等其他相关信息。5509A引导表结构如表1所示。DSP芯片内部固化的Bootloader的主要功能是将Flash中存储的引导表按一定顺序加
19、载到 RAM中,然后跳转到32位程序入口地址开始执行。引导表文件可以通过TI公司提供的16进制转换工具生成,一般是hex格式,然后将此hex文件烧写到 Flash存储器中供Bootloader加载。2 DSP二次Bootloader的原理及实现由上述分析可知,DSP用户程序的并行加载过程是由DSP内固化的Bootloader实现的。由于5509A的PGE封装只有14根地址线,最多只能访问到16K16bit地址空间。对于超过16KB的用户代码,Bootloader将不能加载全部的引导表文件。因此若要加载超过16K的用户代码,必须进行二次Bootloader。基于CPLD译码的DSP二次Bootl
20、oader方法时间:2009-08-31 10:24:11 来源:电子设计应用 作者: 刘 伟,闫玉华 山东工商学院二次Bootloader的原理是由用户自行编写一个代码长度小于16KB的引导程序(以下简称 uboot),其功能与DSP内固化的Bootloader相同,用于加载最终的用户代码。在uboot程序中控制Flash存储器的高位地址线来访问 Flash的其他存储内容。这样,DSP上电复位后,Bootloader首先加载uboot并运行,然后uboot又加载最终用户代码,实现了大于 16K代码的二次引导。2.1 DSP与Flash及CPLD的硬件接口本文采用AMD的 Am29LV800作
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