基于TMS320C6000 DSP及DSP／BIOS系統的Flash引導自啟動設計

摘要：隨著信息技術的發展，DSP在現代電子系統設計中得到了廣泛的應用，并且DSP的FLASH自啟動在DSP的系統設計中也占有重要的地位，DSP／BIOS是TI推出的嵌入式實時操作系統。
關鍵詞：TMS320C6713；引導啟動；DSP／BIOS實時操作系統

FLASH是非易失的重復可讀寫存儲器，其讀寫速度較慢，常用來存儲系統設計的程序，微處理器通過一定的方式將FLASH中的程序讀取到處器內部運行，而TI公司的C6000系列的DSP內部沒有FLASH，故DSP的程序需要燒到外部的FLASH中，在上電后，DSP會通過二次引導將程序從外部的FLASH讀取到DSP內部RAM或SDRAM中，高速執行。TI的C6000 DSP支持3種引導模式：主機引導、仿真引導及EMIF引導，其中最常用的是EMIF引導(即片上BootLoader引導)。在此引導模式下，位于外部存儲空間CE1的FLASH中的1kB代碼通過EDMA被拷貝到片內RAM地址0處。然而，大多數的DSP程序并不僅限于1 kB代碼，因此需要開發用戶引導程序將片上BootLoader沒有拷貝的代碼拷貝到DSP的片內RAM。此用戶引導程序即稱為二級BootLoader。由于DSP／BIOS操作系統的廣泛應用，當使用DSP／BIOS時，需要將系統和BootLoader很好的結合起來，實現DSP／ BIOS系統的自啟動。

1 DSP自啟動系統的設計
在TMS320C6713上電之后，系統會自動根據外部配置，從EMIF的CE1的存儲空間搬取1 kB代碼，這些代碼別搬到DSP的內部RAM地址0處執行，這1KB的代碼就應該存放DSP的BootLoader啟動代碼。它只是一個拷貝程序，只負責將FLASH中的應用程序代碼復制到DSP內部RAM或者SDR AM中，以便執行。BootLoader代碼應該存放在DSP內部RAM的開始1 kB中，應用程序代碼緊跟這1 kB的啟動代碼之后，而且BootLoader代碼應該和應用程序代碼一起燒寫到FLASH中，BootLoader代碼應該同樣處于FIASH的前1 kB空問中。DSP上電復位之后，首先以默認時序從FLASH中讀取前1 kB的BootLoader代碼到DSP內部RAM中，然后從地址0處執行BootLoader代碼，將應用程序代碼從FLASH中讀取到內部RAM或SDRAM中，當拷貝完應用程序代碼后，DSP跳到c_int00()復位中斷去執行，執行應用程序，從而完成了整個DSP的FLASH引導自啟動。
對程序代碼的FLASH燒寫用一另外的燒寫工程進行，該燒寫工程要根據芯片手冊編寫對FLASH的擦除和編程函數，將程序代碼燒寫到FIASH中。由于同時要將兩個工程通過硬件仿真器Load至DSP內部或SDRAM，故需要修改燒寫工程的CMD文件，使其各種段不和含有BootLoader代碼的用戶工程相互沖突，否則無法實現FLASH的自啟動。

2 DSP／BIOS嵌入式實時操作系統介紹及其引導設計
TI推出的一系列的DSP，其性能不斷提高，C6000系列的最高運行時鐘和運算能力可以達到8800MIPS。如何充分發揮DSP的這種性能優勢，對軟件就提出了很高的要求。首先為了降低系統成本，提高系統性能，就要求DSP硬件實現的功能軟件化，其次為了產品的維護和升級，要求軟件盡可能地模塊化，使用高語言如C來編程，有統一的接口API。所有這些新的要求，都需要使用實時操作系統。實時操作系統與一般意義上的操作系統(如Windows，Unix等)的主要差別就在于實時操作系統提供了一種機制，使得運行于其上的應用程序都能夠滿足實時性的要求。
引導一個DSP／BIOS應用系統的過程可以分為以下幾步，引導流程如圖1：

1．引導時的DSP／BIOS的存儲器的配置
2．構建自己的DSP／BIOS系統應用
3．編寫BootLoader引導代碼
4．把應用程序燒寫到FLASH中