TMS320C62x HPI引導過程的實現

摘要：TMS320C62x和TMS320C67x DSPs提供了幾種不同的啟動模式，不同的啟動模式決定了DSP復位后的初始化以及代碼裝載方式。本文就TMS320C62x DSP的HPI啟動模式進行詳細的說明。

關鍵詞：TMS320C62x DSP HPI 啟動模式

1 緒言

在TMS320C62x系列DSP中，主機口HPI是一個16位寬度的并行端口。主機（也稱上位機）掌管該接口的主控權，通過它可以直接訪問CPU的存儲器空間。另外，主機還可以直接訪問TMS320C62x片內的存儲映射的外圍設備。

HPI與CPU存儲空間的互連是通過DMA控制器實現的。借助專門的地址和數據寄存器，通過DMA輔助通道，完成HPI對存儲空間的訪問。主機和CPU都可以對HPI控制寄存器HPIC進行訪問，主機一方還可以訪問HPI地址寄存器HPIA和HPI數據寄存器HPID。

2 TMS320C62x引導模式

TMS320C62x系列DSP提供了三種引導方式：

（1）沒有自舉過程：CPU直接從地址0開始執行代碼；

（2）ROM自舉：由DMA/EDMA控制器從外部CE1空間中的ROM中拷貝固定數量的一段代碼到地址0，拷貝結束后，CPU從地址0開始運行；

（3）HPI自舉：由外部主機通過HPI對芯片的存儲器空間進行初始化，初始化結束后，外部主機通過HPI中斷喚醒CPU，CPU開始從地址0運行。

所有這些設置項都是在芯片復位的時候才進行檢查。一旦復位信號有效（reset＝0），所有的三態輸出管腳恢復為默認狀態，然后在reset信號的上升沿處檢查設置管腳BOOTMODE[4:0]的狀態，自舉邏輯開始生效。其中C6201/C6701有專門的管腳作為BOOTMODE[4:0]，C6211/C6711則是利用主機口的HD[4:0]，C6202/C6203利用擴展總線的XD[4:0]作為BOOTMODE[4:0]信號。

對于TMS320C62x的HPI自舉模式過程如下：首先需要設置Boot模式，Boot模式設置如表1所示。當DSP被復位時，如果選擇了HPI boot模式，那么只有DSP的內核進入復位狀態，DSP其余模塊均保持激活狀態。這樣，主機就可以通過HPI接口訪問DSP的整個存儲空間，包括片內、片外存儲器和片內的外設寄存器，對它們進行初始化。主機對DSP做完了有關設置后，向HPIC寄存器的DSPINT位寫1，將DSP從復位狀態喚醒，接下來CPU就從地址0開始執行程序。主機對DSP可以進行的操作包括：初始化CPU和EMIF，向DSP加載程序以及數據等。

表1 TMS320C62x HPI boot配置

3 TMS320C62x HPI引導模式的實現

3.1 創建啟動代碼

實現TMS320C62x HPI引導模式的第一步是生成HPI引導的DSP代碼，并把它與主處理器應用程序合并在一起，使DSP應用程序可以和主處理器應用程序一起遠程下載。為了簡化，采用下列方案：把DSP應用程序轉換成頭文件中的數組，并和主處理器應用程序一起編譯連接。

具體實現分為兩步：1）利用轉換工具HEX6x把COFF文件轉換成ASCII-Hex格式十六進制文件；2）利用自編工具hex2aray.exe將ASCII-Hex格式的文件轉換成包含數組的頭文件。

（1）利用轉換工具HEX6x把COFF文件轉換成ASCII-Hex格式十六進制文件

利用轉換工具HEX6x把COFF文件轉換成十六進制文件，使用轉換工具HEX6x需要一個.cmd文件說明具體的轉換格式，如下面文件hexcom.cmd所示：HEX6x把COFF文件test.out轉換成兩個ASCII-Hex格式的文件：一個是代碼段，包含在文件test.a00中；另一個是初始化的數據段，包含在文件test.a10中。在DOS命令行中執行hex6x hexcom.cmd將產生test.a00和test.a10兩個文件。

文件hexcom.cmd：
..object est.out
-a
-byte
-image
-memwidth 16
-romwidth 16
-order M

ROMS
{
/* Size of the internal pgm memory */
PGM: org = 0x00000000, length = 0x10000
/* Size of the internal data memory */
DATA: org = 0x80000000, length = 0x10000
}

（2）利用工具hex2aray.exe生成頭文件

然后利用hex2aray.exe將兩個ASCII-Hex格式的文件：test.a00和test.a10分別轉換成兩個個包含數組的頭文件：code.h和init.h。工具hex2aray.exe為自編工具。在DOS命令行中分別執行hex2aray Ci test.a00 Co code.h和hex2aray Ci test.a10 Co init.h兩條命令將產生兩個頭文件code.h和init.h。在文件hexcom.cmd中的選項：- a，指示HEX6x按ASCII-Hex格式轉換文件，ASCII-Hex文件格式如下所示：

^B
$AXXXX,
XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX. . .
^C

文件開始是ASCII STX 字符 (ctrl-B, 02h)，結束是ASCII ETX 字符 (ctrl-C, 03h)；$AXXXX,代表地址；其余為代碼。轉換后的頭文件格式如下：

const char code[]={0x12,0x18,0x01,0x00,0x28,0x00,0x00,0x00,0x2A,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x12,
0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x12,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x12,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
…
};

3.2 主機對HPI接口的操作

TMS320C62x提供了三個16位寄存器：HPIC、HPIA、HPID和16位數據線與主處理器通信。主處理器通過HPIC、HPIA、HPID和16位數據線來與TMS320C62x進行數據交換，數據交換的過程如下：

1）首先初始化HPIC；
2）然后把地址寫到HPIA；
3）最后通過HPID讀或寫數據。

假設主機CPU也是TMS320C62x，那么主機與目標機之間的連接如圖1所示：

如圖1所示，假如Target 6201的/HCS連接到主機6201的CE1上。Target 6201的HPI寄存器映射到Host 6201DSP內存中，HCNTRL[1:0]和HHWIL連接到主機CPU的地址線上，那么HPIC、HPIA、HPID寄存器的地址分配如表2所示。，那么在C語言中，可以通過指針訪問HPIC、HPIA、HPID，例如：

#define C6201_HPI 0x01400000 /* Host address on which C6x HPI is mapped */
int *hpi_ptr; /* define and initialize pointer*/
hpi_ptr = (int *)C6201_HPI;

/* Write dest_address to HPIA, with HOB=1 */
ptr_hpi[2] = (int)(dest_address 0x0ffff);
ptr_hpi[3] = (int)((dest_address>>16)0x0ffff);

表2 HPIC、HPIA、HPID各寄存器的地址分配

3.3 主機通過HPI下載代碼和數據段到目標DSP

一個程序由初始化區和非初始化區兩部分組成，主機處理器必須根據.cmd命令文件把這兩個區裝載到DSP正確的地址。下面這段代碼就是將代碼段和數據段兩部分分別下載到指定地址（即程序RAM和數據RAM）。它主要是從*source中讀出32位長的數據，然后通過HPI將此數據寫到DSP的dest_add地址（即程序RAM和數據RAM）中。*source中的數據就是DSP的啟動代碼段和數據段中的數據。

void C6x_write_section(int *ptr_hpi, short *source, int dest_add, int length)
{
int i;
/* Write HPIC with HWOB=1,1st halfword transferred is least significant */
/* HCNTRL1 HCNTRL0 HHWIL */
ptr_hpi[0] = 0x0001; /* 1st halfword 0 0 0 */
ptr_hpi[1] = 0x0001; /* 2nd halfword 0 0 1 */
/* Write destination address to HPIA, 1st halfword is least significant */
/* HCNTRL1 HCNTRL0 HHWIL */
ptr_hpi[2] = (int)(dest_add 0x0ffff); /* 0 1 0 */
ptr_hpi[3] = (int)((dest_add>>16)0x0ffff);/* 0 1 1 */
for(i=0 ; i length ; i++)
{
/* Write source_word to HPID with address post-increment */
/* 1st half-word transferred is least significant */
/* HCNTRL1 HCNTRL0 HHWIL */
ptr_hpi[4] = (int) *source++; /* 1 0 0 */
ptr_hpi[5] = (int) *source++; /* 1 0 1 */
}
}

3.4 目標DSP開始執行所下載的代碼

主機通過HPI下載代碼段和數據段到目標DSP以后，那么目標DSP就需要執行所下載的代碼了。通過寫HPIC寄存器的DSPINT位為1讓DSP退出復位狀態后，DSP就開始從地址0執行所下載的代碼了。具體實現代碼為：

/* Write HPIC with DSPINT=1 */
/* HCNTRL1 HCNTRL0 HHWIL */
/* 1st halfword 0 0 0 */
/* 2nd halfword 0 0 1 */
ptr_hpi[0] = 0x0002; /* 1st halfword */
ptr_hpi[1] = 0x0002; /* 2nd halfword */

4 總結

根據前面所述，TMS320C62x HPI啟動過程如圖2所示。