基于PCI总线的DSP系统应用程序的更新
摘要： 当需要更新DSP业务系统的应用软件时，为了避免利用仿真器所带来的不便和硬件损坏，采用了PCI总线技术来取代仿真器，完成系统应用程序的更新；针对带有外围FLASH的DSP系统，设计了一整套DSP外围FLASH启动流程和应用程序的PCI更新方法；通过实验证明，DSP业务系统可以通过上位机利用PCI总线完成DSP外围FLASH的应用程序的更新，同时在DSP上电启动时，也可以根据上位机的命令，选择贮存在FLASH中不同的应用程序加载运行。
关键词： DSP业务系统； PCI； FLASH自举； 二级引导
中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）06?0113?05
在DSP嵌入式业务系统设备中，一般采用片外FLASH自举方式来实现DSP端应用程序的加载和启动[1]。 当DSP业务系统需要更新应用程序时，则可通过仿真器连接JTAG口来控制DSP，完成DSP外围FLASH的应用程序更新。然而，对于成型、交货的设备产品，DSP业务系统板上一般不会留有JTAG口，或在机箱中很难插拔仿真器；另一方面，对已交货产品经常插拔仿真器，会对硬件设备有所损伤，使设备硬件处于非控状态。
如果系统设计使用了PCI作为系统通信总线，则可以通过PCI来完成DSP业务系统应用程序的更新和加载。本设计以TI公司TMS320C6416T（简称C6416）芯片为例，来说明通过PCI总线来更新DSP系统应用程序的过程；同时本文也设计了一种C6416的上电启动方式。
1 C6416的PCI特性
1.1 C6416 PCI传输机理
从图1可看出，PCI和EMIF接口都是通过EDMA传输控制器来与L2存储器/Cache联系的。EDMA传输控制寄存器主要用来控制L2存储器和设备外围间的数据通信，包括传输请求队列、地址产生器等[3]；而通道控制器是用户可编程部分，用户可以设置相应的寄存器，方便的设置数据传输方式（一维、二维）、事件触发选择、传输通道选择等。
1.2 C6416 PCI操作原理
C6416的PCI操作可以设置为：
主模式写：DSP主设备通过PCI接口写数据到外部PCI从设备。
主模式读：DSP主设备通过PCI接口从外部PCI从设备读数据。
从模式写：外部PCI主设备通过PCI接口写数据到DSP从设备。
从模式读：外部PCI主设备通过PCI接口从DSP从设备读数据。
1.2.1 C6416 PCI寄存器
PCI接口有以下3种寄存器：PCI配置寄存器，PCI I/O寄存器和映射在DSP存储空间的PCI控制状态寄存器。前两类寄存器只能被外部主机访问，DSP从机是不能访问的；而最后一类寄存器，DSP从机是可以访问的，并利用其来完成PCI通信的控制和操作。
PCI配置寄存器包含标准的PCI配置信息，包括设备标识，供应商标识，版本等信息，其可以在上电复位时自动访问E2PROM进行加载或上电复位时可以通过默认值初始化。
PCI I/O寄存器可以被主机用来对从机进行操作和状态监控。主机通过base2存储空间来访问该类寄存器。该空间大小为16 B，有三个寄存器：主机状态寄存器（HSR），主机?DSP控制寄存器（HDSR）和DSP页寄存器（DSPP）。
1.2.2 C6416 PCI存储器映射
PCI端口通过3种基址寄存器可以完全访问DSP的存储器映射。
1.2.3 PCI中断
如果设置了PCIIEN对应的中断使能位，当对应的中断源产生，DSP将进入中断状态。所有的中断事件对应于一个CPU中断：DSPINT。可以通过PCIIS中断源寄存器来判断产生中断的中断源。
1.2.4 PCI引导
PCI接口支持从PCI总线引导DSP启动。当其他设备从复位状态唤醒后，CPU被复位。在此期间，PCI主机可以尽可能的通过PCI初始化DSP内存。当PCI主机完成所需要的初始化工作，则向I/O寄存器HDCR.DSPINT位写1，使DSP核退出复位。DSP则从地址0处开始运行。值得注意是的是，当C6416使用PCI引导方式时，需要通过硬件设置来配置DSP上电逻辑选择PCI引导模式。
2 利用PCI总线来更新系统软件的设计
2.2 PCI上电直接加载应用程序到DSP存储空间
对于PCI总线上的从DSP设备，如果没有片内或片外FLASH，则PCI主机在上电时可以直接把从DSP设备的应用程序数据写到DSP的片内RAM或片外RAM，然后指定DSP PC指针运行的起始地址。而从DSP设备应用程序的数据应当存放在PCI主机的系统存储设备中（如片外FLASH，电子盘等）。
首先通过调试编译DSP的应用程序，完成所有功能需求，生成C6416可执行的.out文件；然后利用上述工具，生成.out文件所对应的.h文件，该文件中数组的内容，则是应用程序的二进制代码数据；接着通过硬件管脚电平控制，来使DSP处于PCI引导方式，并利用DSP PCI从写模式，在系统上电后，主机把.h中的数据传输到指定的C6416程序存储空间；最后向I/O寄存器HDCR.DSPINT位写1，使DSP核退出复位，C6416则从0地址开始运行。
2.3 利用PCI总线完成从DSP设备外围FLASH应用程序的更新
更多的嵌入式设备中，从DSP设备都接有外围的FLASH等ROM设备，用来存放DSP运行的应用程序。这样一方面可以减少PCI主机存储空间的压力，同时可以提高从机的启动速度。
2.3.1 C6416的FLASH启动方式
2.3.2 C6416从机的启动模式设计
第一步：当C6416上电后，首先自动完成A搬移操作，“Bootload程序”将被搬移到C6416片内RAM的0起始地址，后开始运行该段代码，该段代码是利用汇编语言编写，其在C语言库初始化前被执行；
第二步：“Bootload程序”的运行将会配置C6416的EMIF寄存器，使能片外SDRAM，同时使B搬移操作完成：“程序选择搬移代码”将被搬移到C6416片内RAM，并从程序入口地址开始执行该代码段；
第三步：“程序选择搬移代码”的执行将对业务代码进行选择，查看需要加载“业务代码1”还是“业务代码2”，把选择的业务代码搬移到片外SDRAM中，完成C搬移操作或D搬移操作，然后从程序入口地址开运行，从而被选中的业务代码将被执行。
2.3.3 利用PCI总线更新FLASH中的业务代码
3 结 语
本文介绍的利用PCI总线更新DSP业务系统应用程序的设计，完全摆脱了JTAG口的制约，利用具有高速数据通信特性的PCI总线，针对包含外围FLASH和不包含外围FLASH的DSP业务系统，实现了应用程序的更新。
特别对于含有外围FLASH的DSP业务系统，本文设计的DSP启动方式和FLASH应用程序更新流程，能高效地完成应用程序的更新，同时实现了DSP启动时应用程序加载的选择。
参考文献
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