芯片的燒寫與自加載是一個(gè)DSP系統(tǒng)能夠順利運(yùn)行的基本條件。在DSP加載技術(shù)方面已經(jīng)有大量文獻(xiàn)和工作成果，比較好地解決了DSP自加載方面的許多基本問題。而傳統(tǒng)的燒寫/加載方案在調(diào)試、更新程序時(shí)需要反復(fù)外接仿真器，配置跳線，并且只能加載運(yùn)行指定地址空間上的工程。這些對處于安裝調(diào)試階段的系統(tǒng)影響不大，但在諸如航天設(shè)備、大型機(jī)械或其他惡劣環(huán)境中工作，難以直接進(jìn)行仿真器連接的DSP系統(tǒng)中，無法采用普通的燒寫/加載方案對其進(jìn)行更新和調(diào)試。

    在許多DSP應(yīng)用系統(tǒng)中，都需要DSP芯片能夠在加電后自動(dòng)從外部設(shè)備加載程序，也就是引導(dǎo)（Boot-load）。TI公司的TMS320C6000系列芯片有三種引導(dǎo)方式可供選擇，分別是不加載、ROM加載和主機(jī)加載，詳細(xì)工作流程如下：

    不加載：CPU直接從地址0處開始執(zhí)行代碼。如果該處內(nèi)存是SDRAM,那么CPU會(huì)先掛起，等待SDRAM的初始化完成。

    ROM加載：位于外部CE1空間的ROM中的代碼首先通過DMA/EDMA被搬入地址0處。加載過程在復(fù)位信號(hào)撤銷后開始，此時(shí)CPU內(nèi)部保持復(fù)位狀態(tài)，由DMA/EDMA執(zhí)行一個(gè)單幀的數(shù)據(jù)塊傳輸。對于C620x/C670x,DMA從CE1空間中拷貝64 KB數(shù)據(jù)到地址0處。傳輸完成后，CPU退出復(fù)位狀態(tài)，開始執(zhí)行地址0處的指令。對于C62x/C67x,用戶還可以指定外部加載ROM的存儲(chǔ)寬度，EMIF會(huì)自動(dòng)把相鄰的8 b/16 b數(shù)據(jù)合成32 b的指令。

    主機(jī)加載：也就是HPI加載。CPU停留在復(fù)位狀態(tài)，芯片其余部分保持正常狀態(tài)。引導(dǎo)過程中，外部主機(jī)通過主機(jī)接口初始化CPU的存儲(chǔ)空間。主機(jī)完成所有的初始化工作后，向接口控制寄存器的DSPINT位寫1,結(jié)束引導(dǎo)過程。此時(shí)CPU退出復(fù)位狀態(tài)，開始執(zhí)行地址0處的指令。

    TMS320C6701（以下簡稱C6701）是TI公司近年來推出的含多個(gè)處理單元的一種新型新點(diǎn)DSP芯片。它采用VLIW結(jié)構(gòu)，在167MHz的主頻下可以得到1GFLOPS的高處理速度。CPU中包括報(bào)兩套對套的運(yùn)算單元（L,S,M,D）和相應(yīng)的兩套寄存器組，每組有16個(gè)32位寬的寄存器。每個(gè)功能單元輸入輸出端口相互獨(dú)立，可實(shí)現(xiàn)并行處理。C6701的地址總線為32位，尋址范圍達(dá)到4GB.存儲(chǔ)空間可分為四部分：片內(nèi)程序空間、片內(nèi)數(shù)據(jù)空間、外部存儲(chǔ)空間和內(nèi)部外圍設(shè)備空間，可通過對五個(gè)BOOTMODE引腳的靈活設(shè)置設(shè)定各空間的地址范圍。

    1 ROM加載的實(shí)現(xiàn)

    究竟使用哪種引導(dǎo)方式取決于芯片引導(dǎo)模式設(shè)置，而引導(dǎo)模式由BOOTMODE[4:0]管腳確定。系統(tǒng)加電后，RESET信號(hào)有效，DSP芯片復(fù)位，在RESET信號(hào)上升沿處鎖存BOOTMODE[4:0]管腳上的設(shè)置值，以此決定DSP芯片內(nèi)存映射方式、地址0處的內(nèi)存類型以及復(fù)位后芯片的引導(dǎo)模式。本例中C6701的BOOTMODE值設(shè)為01101,即8 b ROM加載。

    ROM加載是工程中常見的加載方式，這種方式可以把程序代碼段和數(shù)據(jù)段保存在ROM,FLASH等非易失存儲(chǔ)器中，加載過程完全由DSP自動(dòng)完成，在實(shí)際應(yīng)用中十分方便。ROM加載的具體步驟如下。

    1.1 分配存儲(chǔ)空間，生成目標(biāo)文件（。out）

    對于TI公司TM系列DSP的ROM加載過程是：位于CE1空間的ROM中的代碼首先通過DMA/EDMA被搬入地址0開始的內(nèi)部存儲(chǔ)器。加載過程在復(fù)位信號(hào)撤消之后開始，此時(shí)CPU內(nèi)部保持復(fù)位狀態(tài)，由DMA/EDMA執(zhí)行1個(gè)單幀的數(shù)據(jù)塊傳輸。傳輸完成后，CPU退出復(fù)位狀態(tài)，開始執(zhí)行地址0處的指令。對于C62x/C67x,用戶可以指定外部加載ROM的存儲(chǔ)寬度，EMIF會(huì)自動(dòng)將相鄰的8bit/16bit數(shù)據(jù)合成為32bit的指令。對C620x/C670x,ROM中的程序必須按little-endian的存儲(chǔ)模式存儲(chǔ)；對C621x/C671x,ROM中的程序存儲(chǔ)格式應(yīng)當(dāng)與芯片的endian模式設(shè)置一致。C64x只支持8bit的ROM加在，ROM中的程序存儲(chǔ)格式需要與芯片的endian模式設(shè)置一致。對于不同的芯片，加載過程還略有不同。

    在ROM加載模式下，復(fù)位后C6701將通過DMA方式將FLASH中的前64 KB數(shù)據(jù)搬運(yùn)到DSP的片內(nèi)程序RAM執(zhí)行，因此，必須將前面編譯好的工作程序的代碼段燒寫到FLASH地址空間中的前64 KB,而數(shù)據(jù)段則應(yīng)該燒寫在FLASH首地址64 KB以后。這就需要在DSP芯片的內(nèi)存段管理中，將數(shù)據(jù)段的加載地址（Load Address）配置為CE1空間FLASH上的指定地址，以保證DSP在復(fù)位后能正確地從FLASH上的不同地址讀取代碼和數(shù)據(jù)（見圖1）。

    利用CCS自帶的DSP/BIOS配置工具，可以在類似Windows Explorer的窗口界面下直觀方便地初始化DSP芯片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并設(shè)置不同的參數(shù)，而不需要再單獨(dú)編寫連接命令文件。保存該配置文件時(shí)，配置工具自動(dòng)生成匹配當(dāng)前配置的匯編源文件和頭文件以及一個(gè)鏈接命令文件。當(dāng)構(gòu)建（Build）應(yīng)用程序時(shí)，這些文件都會(huì)自動(dòng)被鏈接進(jìn)應(yīng)用程序。在CCS中打開DSP/BIOS中的。cdb文件，操作System下的MEM（Memory Section Manag-er）模塊就可以對DSP存儲(chǔ)器映射空間進(jìn)行配置，并可以設(shè)置程序編譯后生成的代碼段、數(shù)據(jù)段是如何分配到這些存儲(chǔ)器空間的。這對ROM加載能否成功至關(guān)重要，要實(shí)現(xiàn)ROM加載必須把一些關(guān)鍵的代碼和數(shù)據(jù)段裝在系統(tǒng)的ROM中，但上電后仍在較快的DSP片內(nèi)RAM中運(yùn)行。這需要在DSP的內(nèi)存映射空間上先劃分出外部FLASH的起始地址和長度（如圖2中的ED-FLASH段），并將CCS編譯產(chǎn)生的各個(gè)段的運(yùn)行地址和加載地址分配到合適的存儲(chǔ)空間。需要特別注意的是，數(shù)據(jù)及代碼初始化段的加載地址必需放在FLASH空間上（如圖3），只讀的段都可以放在FLASH上，非初始化段只需要分配運(yùn)行地址。

    下面是用DSP/BIOS配置工具在DSP內(nèi)存空間中劃分好的各段開始地址及長度，其中EDFLASH就是外部FLASH上用于二次加載的地址空間。代碼則存放在FLASH的首地址，也就是0x1400000.

    1.2 轉(zhuǎn)換文件格式，得到燒寫文件（。h）

    程序編譯好后輸出的是COFF格式的。out文件，這種文件無法直接寫進(jìn)FLASH,所以只能將其轉(zhuǎn)換為其他FLASH支持的格式。一般來說，對FLASH燒寫的傳統(tǒng)方法是通過CCS自帶的格式轉(zhuǎn)換器hex6x把。out文件轉(zhuǎn)換為FLASH可識(shí)別的十六進(jìn)制格式，再用專門的編程器將其燒寫到FLASH芯片中保存。該方法的實(shí)現(xiàn)需要使用專門的FLASH燒寫器，實(shí)際應(yīng)用中較為不便，本工程中，在CCS環(huán)境下，通過JTAG口，完全由DSP控制對FLASH進(jìn)行燒寫和擦除，實(shí)現(xiàn)了對外部FLASH的在線編程。

    由于燒寫是在CCS程序中實(shí)現(xiàn)，所以首先要把。out格式的目標(biāo)文件轉(zhuǎn)換為工程中可包含的。h文件。根據(jù)前面提到的方法，需要把工作程序編譯后得到的代碼段和數(shù)據(jù)段分別寫進(jìn)FLASH中的不同地址，這就需要將COFF文件中的代碼段和數(shù)據(jù)段分別提取出來。具體做法是：使用CCS中"FiIe-Data-Save"分別把代碼段和數(shù)據(jù)段保存為dat文件（code.dat和data.dat），代碼段和數(shù)據(jù)段的具體起始地址及長度可以參考程序連接后自動(dòng)生成的連接過程結(jié)果說明文件（后綴為。map,其中記錄了段的各種詳細(xì)信息，從中還可以知道各段的地址分配是否正確）。雖然保存下來的代碼段和數(shù)據(jù)段都是。dat格式，但其內(nèi)容已經(jīng)是我們所需要的DSP工作需要的底層機(jī)器碼，所以只需要將其作為一個(gè)數(shù)組的內(nèi)容，再給數(shù)組加上合適的類型定義，就可以直接將其格式改為能在CCS工程中直接調(diào)用的。h文件（code.h和data.h）。這樣也就巧妙地解決了格式轉(zhuǎn)換問題。

    1.3 燒寫FLASH

    TI公司提供了一個(gè)燒寫FLASH的軟件，但是那需要將程序編譯后生成的OUT文件再轉(zhuǎn)換成ROM格式；或者是先將應(yīng)用程序編譯后導(dǎo)出到一個(gè)二進(jìn)制文件中，再通過CCS編程序從這個(gè)二進(jìn)制文件中一個(gè)一個(gè)的讀入并寫進(jìn)FLASH.

    有了。h格式的燒寫文件，下面就只需要再編寫一個(gè)用于擦除和燒寫FLASFI的DSP工作程序，由DSP控制并通過JTAG線操作FLASH芯片，燒寫和擦除時(shí)要按照FLASH芯片手冊中的要求先向指定地址寫入指定關(guān)鍵字。注意代碼和數(shù)據(jù)應(yīng)分別寫入FLASH中相應(yīng)的存儲(chǔ)地址。以上三步完成后，DSP就可以在重新加電時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)引導(dǎo)：首先從地址0x1400000處搬移64 KB初始化程序到片內(nèi)運(yùn)行，然后再從地址0x1410000處加載剩余的代碼和數(shù)據(jù)。

    2 結(jié) 語

    實(shí)際工程中的應(yīng)用證明了上述方法可以使TMS320C6701在脫離上位機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)上電后自動(dòng)加載運(yùn)行，并且穩(wěn)定可靠，操作方便，使用JTAG線和仿真器就可完成所有操作。該方法只要對一些存儲(chǔ)空間的配置稍作修改即可用于C6000系列其他DSP芯片的自動(dòng)加載。另外，本文思路也可推廣到其他DSP芯片的自動(dòng)加載設(shè)計(jì)中。