文獻標識碼： B
文章編號： 0258-7998(2012)11-0026-02
TMS320C6455(以下簡寫為C6455)是德州儀器（TI）公司的高性能數(shù)字信號處理芯片(DSP)，在我國很多行業(yè)都得到了大規(guī)模的應用。在絕大多數(shù)應用中，都需要將C6455應用程序燒寫到Flash中以實現(xiàn)系統(tǒng)自啟動。系統(tǒng)上電后，C6455會自動將Flash起始位置的1 KB的代碼加載到內(nèi)部RAM[1]，而對于C6455這種高性能的DSP，應用程序代碼會遠遠大于1 KB，為此，TI公司提供了二級加載的解決方案。二級加載就是在前1 KB空間中存儲EMIF配置和程序拷貝代碼，用于將應用程序從片外Flash搬移到片內(nèi)RAM或片外RAM。搬完后，再跳轉(zhuǎn)到應用程序的起始地址，執(zhí)行應用程序[2]。二級加載解決大尺寸應用程序代碼的加載問題，主要應用于程序代碼在RAM中的地址連續(xù)或者接近連續(xù)的情況。
1 新問題
在實際的典型應用中，C6455將外接64 MB的DDR，其基地址為0xE0000000。應用程序一部分置于內(nèi)部RAM中，還有一部分(如通信協(xié)議)則置于DDR中，如圖1所示。
應用程序代碼存放在0x00810000～0x009FFFFF的片內(nèi)RAM中，協(xié)議棧的堆(HEAP)空間則放在0xE0000000～0xE27FFFFF的DDR中，協(xié)議棧代碼空間被分配在0XE2800000～0XE3FFFFFF的DDR內(nèi)。按照TI公司提供的二級加載，理論上可以有兩種實現(xiàn)方案：
(1)方案1：直接移植TI的 BootLoader的示例程序。TI公司的BootLoader示例程序采用匯編代碼編寫，主要分為EMIF初始化、代碼搬移和程序跳轉(zhuǎn)三部分。代碼搬移是從Flash搬移到片內(nèi)RAM，而本應用還需要搬移一部分代碼到DDR，需要增加PLL和DDR初始化代碼。其程序流程如圖2所示。
(2)方案2：重寫B(tài)ootLoader代碼。重寫B(tài)ootLoader程序代碼，依據(jù)存儲器分段情況進行分段加載。首先初始化PLL、EMIF和DDR；然后將應用程序代碼搬入內(nèi)部RAM、把協(xié)議棧和用戶數(shù)據(jù)搬入DDR；最后跳轉(zhuǎn)到C代碼的入口地址開始執(zhí)行。其程序流程如圖3所示。
方案1實現(xiàn)起來軟件更改較少，實現(xiàn)較容易，但需要的Flash存儲器的資源比較多，按照圖1所示的分配，0xE4000000-0x810000=0xE37F0000，需要3.8 GB的Flash來存儲代碼，顯然是不合理的；方案2需要大于60 MB的Flash資源，存儲器資源開銷可以接受，但是由于限制在1 KB的程序空間，受在1 KB程序空間內(nèi)要實現(xiàn)PLL初始化、EMIF初始化、DDR2初始化以及分段拷貝功能空間的限制，代碼優(yōu)化難度巨大。
由此可見，方案1除了對硬件資源非常浪費外，由于加載的無效代碼量大，加載速度很慢；方案2雖然對Flash資源的消耗大大降低，啟動速度也會相應加快，但是代碼本身的開發(fā)難度比較大，而且沒有可擴展性。因此，本文提出三級加載的方法。
2 三級加載方案
三級加載Flash空間分配如圖4所示，總共需要用到的Flash空間資源為20 MB多。DSP代碼分為三級結(jié)構(gòu)：第一級是TI公司提供的二次加載BootLoader解決方案；第二級是3次加載的管理程序manager；第三級為應用程序代碼app。
(1)第一級加載
系統(tǒng)上電后，6455自動加載1 KB的BootLoader代碼到0x00800000~0x00800400內(nèi)部RAM中，開始執(zhí)行BootLoader代碼。
(2)第二級加載
BootLoader配置EMIF，將manager代碼加載到0x00800400~0x00810000內(nèi)部RAM中，開始執(zhí)行manager代碼。BootLoader程序流程如圖5所示。
(3)第三級加載
Manager代碼初始化PLL、EMIF和DDR，接著將應用程序代碼搬入內(nèi)部RAM，再把協(xié)議棧和用戶數(shù)據(jù)搬入DDR，最后跳轉(zhuǎn)到應用程序的入口開始執(zhí)行，如圖6所示。
介紹了一種基于TMS320C6455的大尺寸非連續(xù)的代碼加載方法，較傳統(tǒng)的二級加載方式有更大的靈活性和更高的Flash利用率。連續(xù)加載只是分段加載的特殊情況(即分段數(shù)為1)，該加載方法對于連續(xù)代碼加載同樣適用。雖然該加載方法是基于C6455設計實現(xiàn)的，但是對于TI公司的其他型號DSP也有很好的借鑒作用。這種三級加載方法已在航空電子系統(tǒng)上得到應用，實踐證明該方法是一種使用可靠的加載方法。
參考文獻
[1] TMS320C6455 fixed-point digital signal processor[S].Literature Number：SPRS276C，March，2006.
[2] Texas Instruments.Using the TMS320C6452 bootloader[S]. Literature Number：SPRAAW2A，June，2009.