TMS320C6712的外部內存自引導功能的實現

TMS320C6000系列與TMS320C54系列的引導方式有很大差別。在開發應用TMS320C6000系列DSP時，許多開發者，尤其是初涉及者對DSP ROM引導的實現有些困難，花費許多時間和精力摸索。筆者結合開發實例，介紹了實現外部存儲器引導的具體方法。

DSP的引導過程

DSP系統的引導（BOOT）是指系統加電或復位時，DSP將一段存儲在外部的非易失性存儲器的程序代碼通過DMA方式拷貝到內部的高速內存中運行。這樣既能擴展DSP有限的存儲空間，又能充分發揮DSP內部資源的效能。用戶的代碼也可以通過掩膜方式寫入到DSP內部ROM中，但這樣受容量和價格的限制，且不便于擴展和升級。

DSP的引導過程如下：

1) DSP復位后，通過DMA方式將外部CE1空間的數據讀入到內部程序空間地址0處，讀入數據的多少因芯片而異（TMS320C6712一次只拷貝1KB）。

2) DSP推出復位狀態，開始執行內部程序空間地址0處的程序，這段程序先將外部主程序數據讀入到DSP內部程序空間相應地址，然后跳轉到主程序運行。

第一步是由芯片自動完成，關鍵是第二步：用戶需要編寫相應的匯編程序，實現二次引導，即用戶主程序的裝載。

引導失敗的原因分析

（1）鏈接命令文件（.cmd）文件

鏈接命令文件定義了鏈接的參數，描述系統生成的可執行代碼各段的段名及映射到目標板的物理空間。當這些段的起始地址或段的長度編寫錯誤時，引導程序就可能發生錯誤。

（2）可執行代碼的二進制文件格式

用戶的程序在CCS開發環境下編譯生成COFF文件格式，仿真過程中可以直接加載COFF文件運行。但當調試仿真通過后，目標板要脫離CCS環境獨立運行時，可執行代碼就需要轉換為二進制文件格式，保存在目標板的外部存儲器上。轉換時需要使用正確的配置文件。

（3）目標板的硬件電路（引導模式，系統時鐘）

目標板的硬件電路也會影響引導程序的正常運行，如設置的引導模式與實際的外部存儲器不符，系統時鐘電路不工作，復位信號恒有效等。

下面結合TMS320C6212的開發實例，具體介紹外部存儲器引導的實現。

ROM引導實例

TMS320C6212是TMS320C6201的簡化版芯片，內部資源相對較少，工作頻率相對較低，但其價格低廉，具有很高的性能價格比。TMS320C6212的工作頻率可達150MHz，最高處理能力為900MIPS，很適合中小型系統開發。

由于FLASH是一種高密度、非易失的電擦寫存儲器，系統采用FLASH作為外部存儲器。除了專用的硬件編程器可以把二進制代碼寫入FLASH中，還可以利用DSP的調試系統，通過軟件編程寫入。DSP與FLASH的接口連接如圖1所示。

系統工程在CCS開發環境下使用C語言編程，這樣可以縮短開發周期，提高工作效率，并具有移植性好的優點。引導工程的文件流程如圖2所示。

(1) 中斷向量表 vectors.asm

中斷向量表缺省保存在DSP芯片內部RAM的0地址開始的0x200字節空間，上電或復位后，芯片自動運行復位中斷。因此，復位中斷向量設置為引導程序（_boot）的入口地址，引導程序的主體在boot.asm中定義。部分程序如下：

.ref _boot ；調用引導程序
.sect “.vectors” ；段聲明
RESET_RST: ；復位中斷向量
mvkl .S2 _boot, B0 ；裝載引導程序地址
mvkh .S2 _boot, B0
B .S2 B0 ；跳轉到引導程序執行
NOP 5

(2) 自引導的匯編程序 boot.asm

自引導匯編程序主要是配置基本的寄存器，并將保存在外部FLASH中的二進制程序拷貝到DSP內部的RAM中再執行。由于TMS320C6712自動拷貝1KB，因此起始地址是從0x400開始，匯編程序如下：

.sect “.boot_load” ；定義數據段
.ref _c_int00 ；聲明外部函數
.global _boot ；定義全局函數
_boot:
；先設置控制寄存器，如EMIF_GCR等，（略）
；拷貝FLASH中的程序到DSP內部RAM
mvkl 0x00000400, A4 ；A4為RAM地址指針
|| mvkl 0x90000400, B4 ；B4為FLASH地址指針
mvkh 0x00000400, A4
|| mvkh 0x90000400, B4
zero A1 ；A1用作計數器
_boot_loop: ；DSP開始讀取FLASH中程序
ldb *B4++, B5
mvkl 0x0000F200, B6 ；B6為需要拷貝的字節數
add 1, A1, A1
|| mvkh 0x0000F200, B6
cmplt A1, B6, A0
nop
stb B5, *A4++
[B0] b _boot_loop
nop 5
mvkl .S2 _c_int00, B0 ；循環結束后，跳轉到主函數main執行
mvkh .S2 _c_int00, B0
B .S2 B0
Nop 5

(3) 主程序 main.c

主程序是DSP要實現具體功能的主體，其定義的主函數main（）經編譯后在函數_c_int00中調用，因此在上面的引導程序結束時，將跳轉到函數_c_int00，即主函數main執行。

(4) 鏈接命令程序 link.cmd

鏈接命令程序用于定義系統各存儲器的地址及大小，并分配編譯后各段到相應的存儲空間，link.cmd內容如下：

-c
-lrts6201.lib
MEMORY
{
vecs: o = 00000000h =00000200h
BOOT_RAM: o = 00000200h l = 00000200h
IRAM: o = 00000400h l = 0000c400h
CE0: o = 80000000h l = 01000000h
CE1: o = 90000000h l = 00100000h
}
SECTIONS
{
.vectors ＞ vecs fill = 0
.boot_load ＞ BOOT_RAM fill = 0
.text ＞ IRAM fill = 0
.stack ＞ IRAM fill = 0
.bss ＞ IRAM fill = 0
.cinit ＞ IRAM fill = 0
.far ＞ IRAM fill = 0
.sysmem ＞ IRAM fill = 0
.cio ＞ IRAM fill = 0
}

(5) 轉換命令程序 convert.cmd

上面的工程文件經CCS系統編譯、匯編后生成可執行COFF文件（.out），它需要轉換為二進制文件，再寫入到FLASH中。CCS開發系統帶有轉換程序：

hex6x.exe 將可執行COFF文件（.out）轉換為十六進制文件（.hex）
hex2bin.exe將十六進制文件（.hex）轉換為二進制文件（.bin）

命令行的格式為：

hex6x.exe convert.cmd
hex2bin.exe mboot
其中convert.cmd內容如下：
mboot.out ；輸入文件名 .out 格式
-x
-map mboot.map ；生成映射文件
-image
-memwidth 8 ；內存的位寬
-o mboot.hex ；輸出文件名 .hex格式
ROMS
{
FLASH: org = 0, len = 0x10000, romwidth = 8
}

結束語

綜上所述，實現TMS320C6712的外部內存自引導并不復雜，關鍵是要理解芯片的自引導過程和程序匯編后各部分的作用，配置好引導代碼段和程序代碼段的實際物理地址，并且正確地初始化相應的寄存器和變量。