摘  要： 德州儀器公司（TI）推出的八核DSP芯片TMS320C6678是基于Keystone架構(gòu)的高性能DSP器件，在高性能信號(hào)處理市場(chǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。主要研究了TMS320C6678程序的加載，把TMS320C6678提供的幾種加載模式按照實(shí)際應(yīng)用和方便理解分成一次加載和二次加載，分別對(duì)一次加載和二次加載進(jìn)行了研究和比對(duì)，最終為不同需求的加載提供了有效的參考。

　　關(guān)鍵詞： TMS320CC6678 DSP；加載；二級(jí)加載

0 引言

　　DSP芯片自從問(wèn)世以來(lái)，以其低成本、低功耗、高性能的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。作為T(mén)I最新推出的八核DSP芯片TMS320C6678[1-2]，更是在高性能信號(hào)處理市場(chǎng)中占據(jù)大量市場(chǎng)份額[3]。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，其發(fā)展方向也在不斷地發(fā)生變化。嵌入式系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，使得TI公司在其開(kāi)發(fā)軟件CCS中開(kāi)發(fā)DSP芯片的文件格式也在向兼容嵌入式系統(tǒng)的方向發(fā)展。在較新的CCS5.2版本中調(diào)試DSP6000系列程序生成的可執(zhí)行文件格式最終過(guò)渡到了完全兼容Linux嵌入式系統(tǒng)的ELF文件格式[4]。由于DSP內(nèi)部存儲(chǔ)器比外部存儲(chǔ)器的存取速度要快得多，但是內(nèi)部存儲(chǔ)器RAM中的數(shù)據(jù)是掉電易失的，因此DSP一般會(huì)在上電時(shí)通過(guò)固化到內(nèi)部的ROM中的一段代碼把外部存儲(chǔ)器中的程序拷貝到內(nèi)部RAM（具體到TMS320C6678是L2SRAM）中并運(yùn)行，這段固化到ROM中的代碼就叫RBL（ROM Bootloader）。外部存儲(chǔ)器一般使用Flash、EEPROM等掉電非易失的材質(zhì)。Flash存儲(chǔ)容量大、價(jià)格便宜，在工程項(xiàng)目中得到了的廣泛應(yīng)用。因此，研究DSP的加載[5-6]，研究怎樣快捷方便地把ELF文件格式的調(diào)試程序代碼燒寫(xiě)到外部存儲(chǔ)器中，并在DSP上電時(shí)使用Bootloader把程序代碼拷貝到內(nèi)部存儲(chǔ)器中被DSP正確識(shí)別并運(yùn)行，這是很有意義的。

1 一次加載

　　目前關(guān)于TMS320C6678加載的文檔資料較少而且講得很凌亂，在經(jīng)過(guò)研讀其各種手冊(cè)并且經(jīng)過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的檢驗(yàn)，把TMS320C6678所提供的加載模式按照以下文章中提供的分類(lèi)方法將各種模式分類(lèi)會(huì)更容易理解。TMS320C6678的加載模式主要可以分為一次加載和二次加載。其中一次加載主要是兼容以前版本的DSP加載方式，主要特點(diǎn)是占用存儲(chǔ)空間小，轉(zhuǎn)換過(guò)程復(fù)雜；二次加載是較新的加載方式，主要特點(diǎn)是占用存儲(chǔ)空間稍大一些，但是整體操作流程簡(jiǎn)單。

　　本文所使用的硬件是TI公司生產(chǎn)的DSP6678EVM開(kāi)發(fā)板[7-8]，所使用的軟件是TI公司提供的CCS、MCSDK開(kāi)發(fā)套件中的IBL（Intermediate Bootloader）和Flash燒寫(xiě)工具[9]。本文中定義一次加載為在DSP開(kāi)機(jī)加載時(shí)使用RBL搬移外部存儲(chǔ)器中的代碼。因?yàn)镮BL比RBL最主要的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是搬移代碼時(shí)不需要提前進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，可以自動(dòng)識(shí)別和搬移ELF文件的格式。DSP TMS320C6678的一次加載同TI公司的較前期的產(chǎn)品6000系列和5000系列類(lèi)似，主要是因?yàn)楣袒胶藘?nèi)部ROM中的Bootloader都大同小異，但是TMS320C6678 PG1.0的鎖相環(huán)在ROM Bootloader中不能被鎖定[10]，因此在EVM6678開(kāi)發(fā)板上FPGA首先會(huì)強(qiáng)制DSP TMS320C6678 boot時(shí)先把I2C EEPROM的0X51中的IBL拷貝到L2SRAM并運(yùn)行IBL，配置好鎖相環(huán)，然后再執(zhí)行一次加載。IBL主要包含了參數(shù)的配置部分和不同存儲(chǔ)器的代碼搬移部分。也就是說(shuō)一次加載運(yùn)行了IBL代碼的前一部分，配置完參數(shù)就重新跳轉(zhuǎn)到RBL進(jìn)行代碼搬移的工作。所以燒寫(xiě)到外部存儲(chǔ)器中的代碼應(yīng)該能讓RBL識(shí)別，因此需要有一個(gè)格式轉(zhuǎn)換的過(guò)程，然后再燒寫(xiě)到外部存儲(chǔ)器中。

　　一次加載的過(guò)程如圖1所示。開(kāi)發(fā)板在上電之后，首先開(kāi)發(fā)板上的FPGA采樣boot模式的撥碼開(kāi)關(guān)，然后FPGA強(qiáng)制DSP從I2C總線的0x51地址啟動(dòng)拷貝IBL到L2SRAM，執(zhí)行IBL，配置好鎖相環(huán)，IBL從FPGA寄存器中讀bootmode的值，如果不是二次加載，IBL把讀到的bootmode值寫(xiě)入到DEVSTAT寄存器，如果是PCIE一次加載還需要配置PCIE工作環(huán)境，然后就在IBL中等待PCIE boot完成，如果不是PCIE boot而是從I2C的0x50 boot，IBL會(huì)直接從0X50 boot，否則IBL會(huì)直接跳入到RBL的起始位置并根據(jù)DEVSTAT寄存器的值進(jìn)行相應(yīng)的boot。

　　在一次加載中，想要boot的代碼首先要先進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成RBL可以識(shí)別的代碼，同時(shí)要滿足外部存儲(chǔ)器件燒寫(xiě)格式的需求。使用TI提供的工具自己制作一個(gè)工具鏈就能完成[11-12]，如圖2所示。

　　rmd文件里面包含一些對(duì)Hex.6x操作的指令，首先用hex.6x把程序中有效數(shù)據(jù)按照指令剝離出來(lái)得到btbl文件，然后經(jīng)過(guò)兩個(gè)小工具得到ccs文件只包含各個(gè)段的內(nèi)容，并不包含boot參數(shù)的任何內(nèi)容，因此要給其配置參數(shù)頭，由于RBL只識(shí)別大端模式，還要進(jìn)行一次大小段的轉(zhuǎn)換。最后把生成的文件燒寫(xiě)到外部存儲(chǔ)器后斷電，把boot開(kāi)關(guān)撥到相應(yīng)的位置，上電boot。

2 二次加載

　　查看IBL的源代碼可以知道IBL主要被設(shè)計(jì)為兩段Bootloader，即iblinit.c和iblmain.c，兩個(gè)文件都有main函數(shù)，其中iblinit.c主要用來(lái)初始化鎖相環(huán)，iblmain.c主要處理二次加載啟動(dòng)。TMS320C6678在上電boot時(shí)在IBL中讀出bootmode是二次加載后會(huì)直接把該加載模式中對(duì)應(yīng)的外部存儲(chǔ)器中的代碼搬移到L2SRAM并運(yùn)行這段代碼，完成boot。TMS320C6678提供的二次加載有I2C NOR Flash加載、I2C NAND Flash加載、I2C TFTP加載3種模式。

　　因?yàn)槎渭虞d時(shí)是使用IBL進(jìn)行代碼搬移，所以二級(jí)加載時(shí)不需要格式轉(zhuǎn)換，只需要把調(diào)試的.out文件后綴名改成.bin，使用MCSDK提供的燒寫(xiě)工具燒寫(xiě)到Flash中即可，IBL搬移代碼時(shí)能自動(dòng)識(shí)別。對(duì)比一次加載，二次加載不需要自己編寫(xiě)工具鏈，操作簡(jiǎn)便，雖然相比一級(jí)加載，ELF格式文件里面有一些無(wú)用信息會(huì)使得占用存儲(chǔ)空間稍大一些，但是現(xiàn)在Flash存儲(chǔ)空間足夠大，價(jià)格便宜，因此二級(jí)加載相對(duì)更方便。

　　二次加載中的IBL代碼其實(shí)就是一次加載中的放在外部存儲(chǔ)器中的程序代碼，所以使用二次加載前，要先把IBL代碼按照一次加載的要求轉(zhuǎn)換文件格式燒寫(xiě)到外部存儲(chǔ)器件中。

3 結(jié)論

　　DSP TMS320C6678有一次加載和二次加載之分，最主要區(qū)別就是是否使用IBL中的搬移代碼的功能，如果沒(méi)有使用，則要對(duì)代碼進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。如果外部存儲(chǔ)器空間小對(duì)存儲(chǔ)空間要求較高，建議使用一次加載；如果外部存儲(chǔ)空間較大，推薦使用二次加載，過(guò)程簡(jiǎn)單。

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