大容量无线传输技术中高性能DSP的启动方法

摘要：大容量无线传输技术的实现依赖高性能数字信号处理器（DSP）。大多数C6000 系列 DSP 采用ROM (FLASH) 启动方式。采用ROM 启动方式时，C6000 系列DSP 在上电后会自动拷 贝存储于FLASH 中的1K 字节代码到内存中。然而DSP 的程序往往大于1K 字节，这时就需设 计一个二级bootloader 来辅助完成程序的加载。本文设计并实现了一种C6000 系列DSP 的 启动方法，重点研究了二级bootloader 的设计，如何将程序编译生成的目标文件转换成基 于FLASH 格式的文件，以及如何将基于FLASH 格式文件烧写入FLASH。实践证明，该方法性 能稳定，可移植性好，具有较大的工程应用价值。

1 引言

在极低谱密度，高频谱利用率的大容量无线传输技术中，高速实时信号处理成为技术的 关键。目前市场上，能满足对高速实时信号处理的需要有具有良好的可编程性的器件主要有 DSP 和FPGA。

TMS320C6000 系列DSP 是TI 公司推出的一种高性能的数字信号处理器，包含定点和浮 点两个系列，其中定点系列包括TMS320C62xx 和TMS320C64xx，浮点系列包括TMS320C67xx。 C6000 系列DSP 有三种启动方式：

（1） 主机启动

如果选择主机启动模式，在复位信号结束后，DSP 的CPU 被内部"阻塞"而其他部分都 被释放。在此期间，一个外部的主机在必要时可以通过主机接口初始化CPU 的内存空间，包 括配置与启动相关的内部寄存器。一旦主机完成了所有必须的初始化，它必须将HPIC 寄存 器的DSPINT 位置"1"来完成启动过程。在程序加载完后，CPU 被从"阻塞"中唤醒，然后 从地址0 处执行指令。在CPU 被唤醒后，CPU 需要将DSPINT 位清零[1]。

（2） ROM 启动

如果采用ROM 启动模式，则C6000 系列的DSP（C621x/C671x/C64x）复位后自动从CE1 空间的起始处拷贝1K 字节的代码到内存空间。该拷贝过程由EDMA 完成，使用默认的Rom 时钟。在此过程中CPU 一直处于"阻塞"状态，直到拷贝完成后才被被唤醒，然后从地址0 处开始执行程序[1]。

（3） 无启动

如果选择无启动模式，CPU 复位后直接从地址0 处开始执行指令。 C6000 系列DSP 的器件配置情况决定了选择的启动方式。具体来说就是DSP 的启动模式 管脚（boot mode pins）接上拉还是下拉电阻。以C6416 为例，BEA[19：18]是启动模式管 脚，它们取不同的值（上拉电阻代表"1"，下拉电阻代表"0"）代表的含义如表1-1 所示：

如果DSP 的程序小于1K 字节，那么上述ROM 启动机制已经可以完成程序的加载。然而 事实上大部分DSP 的程序会大于1K 字节，这时就需要创建一个特定启动程序来完成更多代 码的加载。该特定启动程序又被称作二级bootloader[2]。

在需要二级bootloader 的程序中，这段特定启动代码通常驻留在ROM 存储器的起始位 置以便在DSP 复位后能自动被加载到内存地址0 处。当1K 字节代码被加载完毕后，CPU 开 始从地址0 处执行，也就是执行二级bootloader 的内容。二级bootloader 的功能就是将程 序的剩余部分拷贝到内存中。

2 启动方法的设计与实现

采用二级bootloader 的DSP 启动方法的实现大体分为四步：配置存储器；编写 secondary bootloader 代码；编译程序，转换目标文件的格式；将程序烧写进FLASH。图1 为实施该启动方法的硬件平台示意图，其中DSP 的型号选择C6416，FLASH 的型号选择 AM29LV800B。

2.1 配置存储器

2.1.1 定义存储器分区

为了实现使用二级bootloader 的ROM 启动，需要将FLASH 划分为FLASH_BOOT, FLASH_REST 两个区。这两个区分别存储由on-chip bootloader 拷贝的程序段和由secondary bootloader 拷贝的程序段。对于BIOS 程序，Memory 段的定义在MEM（Memory Section Manager）对象里。对于非BIOS 程序，Memory 段定义在linker command file 中。一个C6416 的Memory 段定义的例子如下所示：

来源：维库开发网