一種DSP的遠程多加載方案設計

引言
芯片的燒寫(xiě)與自加載是一個(gè)DSP系統能夠順利運行的基本條件。在DSP加載技術(shù)方面已經(jīng)有大量文獻和工作成果，比較好地解決了DSP自加載方面的許多基本問(wèn)題。而傳統的燒寫(xiě)／加載方案在調試、更新程序時(shí)需要反復外接仿真器，配置跳線(xiàn)，并且只能加載運行指定地址空間上的工程。這些對處于安裝調試階段的系統影響不大，但在諸如航天設備、大型機械或其他惡劣環(huán)境中工作，難以直接進(jìn)行仿真器連接的DSP系統中，無(wú)法采用普通的燒寫(xiě)／加載方案對其進(jìn)行更新和調試。
通過(guò)分析DSP系統加載原理，提出了一種基于TI公司C6x芯片的遠程多加載DSP系統設計。該系統由通信芯片、DSP、外部動(dòng)態(tài)存儲器、外部閃存(Flash)共同組成，具備遠程燒寫(xiě)、程序選擇加載功能。系統程序更新時(shí)也具備很高的安全性，即使燒寫(xiě)過(guò)程中斷電，下次上電后仍然可以繼續燒入、運行新的工程。
1 系統結構
為了滿(mǎn)足功能設計需求，加載與燒寫(xiě)系統除了包括DSP系統運行必需的DSP芯片之外，還需要連接外部動(dòng)態(tài)存儲器(SDRAM)、可擦除存儲器(Flash)、通信芯片等。系統結構如圖1所示。其中，通信芯片負責與遠程控制端進(jìn)行數據交換，SDRAM中存放DSP工作用代碼和數據，而負責引導實(shí)際工作工程的“引導工程”和負責實(shí)際信息處理任務(wù)的“工作工程”代碼數據分別存放于不同的Flash空間。

2 實(shí)現方案
首先簡(jiǎn)要說(shuō)明C6x系列DSP的普通二次加載工程的引導原理。自加載模式的DSP上電初始時(shí)，會(huì )從CE1空間起始地址(0x90000000)開(kāi)始拷貝一定長(cháng)度(C671x系列為1 KB)的數據到內部存儲器0地址，并從0地址開(kāi)始執行程序。由于拷貝數據長(cháng)度有限，通常情況下一個(gè)長(cháng)度大于1 KB的自加載工程需要進(jìn)行二次加載操作，因此該工程必須包含一個(gè)長(cháng)度小于1 KB的Bootloader模塊，該模塊由進(jìn)行二次加載數據搬移操作的代碼構成。工程編譯完成后，Bootloader模塊被燒寫(xiě)在Flash最開(kāi)頭的1 KB地址空間內，系統上電復位后由DSP自動(dòng)搬運到0～1 KB地址空間內執行(第一次加載)，并由該模塊進(jìn)行其他數據段的數據搬移(第二次加載)。在數據搬移結束后Bootloader模塊將PC指針跳轉到_c_int00地址段，并最終進(jìn)入主函數，開(kāi)始整個(gè)工程的運行。整個(gè)自加載過(guò)程如圖2所示。

顯然，只有存放在DSP CE1空間最前端的數據才能被自動(dòng)加載和運行。為了使系統上電時(shí)刻就具備通信、燒寫(xiě)和多引導功能，需要將具備上述功能的引導工程存放在CE1基地址開(kāi)始的空間。
DSP多引導技術(shù)正是在普通DSP系統的加載技術(shù)基礎上發(fā)展而來(lái)的，將具備引導、通信、燒寫(xiě)、存儲器檢糾錯功能的工程作為引導工程獨立存儲在DSP CE1空間，由DSP自動(dòng)加載運行；而將具備不同功能的應用程序代碼分別存儲在其他存儲器，等待引導工程根據功能需要去加載。
引導工程由DSP自動(dòng)運行，隨后根據遠程指令或按預定程序流程的執行通信、更新工作工程代碼，或搬運并運行存儲在其他空間工作工程內的Bootloader段，從而引導不同功能的工作工程運行。借助這種工程分離運行技術(shù)，可以通過(guò)遠程端或自動(dòng)對空間電子設備存儲器中的代碼進(jìn)行更新、檢糾錯和加載操作，甚至進(jìn)行多個(gè)工作工程的切換以滿(mǎn)足不同應用背景下的功能需求；即使在更新或切換過(guò)程中出現故障，系統復位后仍可回到正常工作的引導工程中進(jìn)行系統維護或重新更新，具備防燒寫(xiě)功能。