关键词：TMS320C62X DSP HPI 启动模式
1 绪言
在TMS320C62X系列DSP中，主机口HPI是一个16位宽度的并行端口。主机（也称上位机）掌管该接口的主控权，通过它可以直接访问CPU的存储器空间。另外，主机还可以直接访问TMS320C62X片内的存储映射的外围设备。
HPI与CPU存储空间的互连是通过DMA控制器实现的。借助专门的地址和数据寄存器，通过DMA辅助通道，完成HPI对存储空间的访问。主机和CPU都可以对HPI控制寄存器HPIC进行访问，主机一方还可以访问HPI地址寄存器HPIA和HPI数据寄存器HPID。
2 TMS320C62X引导模式
TMS320C62X系列DSP提供了三种引导方式：
（1） 没有自举过程：CPU直接从地址0开始执行代码；
（2） ROM自举：由DMA/EDMA控制器从外部CE1空间中的ROM中拷贝固定数量的一段代码到地址0，拷贝结束后，CPU从地址0开始运行；
（3） HPI自举：由外部主机通过HPI对芯片的存储器空间进行初始化，初始化结束后，外部主机通过HPI中断唤醒CPU，CPU开始从地址0运行。
所有这些设置项都是在芯片复位的时候才进行检查。一旦复位信号有效（reset＝0），所有的三态输出管脚恢复为默认状态，然后在reset信号的上升沿处检查设置管脚BOOTMODE[4:0]的状态，自举逻辑开始生效。其中C6201/C6701有专门的管脚作为BOOTMODE[4:0]，C6211/C6711则是利用主机口的HD[4:0]，C6202/C6203利用扩展总线的XD[4:0]作为BOOTMODE[4:0]信号。
对于TMS320C62X的HPI自举模式过程如下：首先需要设置Boot模式，Boot模式设置如表1所示。当DSP被复位时，如果选择了HPI boot模式，那么只有DSP的内核进入复位状态，DSP其余模块均保持激活状态。这样，主机就可以通过HPI接口访问DSP的整个存储空间，包括片内、片外存储器和片内的外设寄存器，对它们进行初始化。主机对DSP做完了有关设置后，向HPIC寄存器的DSPINT位写1，将DSP从复位状态唤醒，接下来CPU就从地址0开始执行程序。主机对DSP可以进行的操作包括：初始化CPU和EMIF，向DSP加载程序以及数据等。
表1 TMS320C62X HPI boot配置
|
BOOTMODE[4:0] |
Memory Map |
Memory at Address 0 |
Boot |
|
00110 |
MAP 0 |
External; default values |
HPI |
|
00111 |
MAP 1 |
Internal |
HPI |
3 TMS320C62X HPI引导模式的实现
3.1 创建启动代码
实现TMS320C62X HPI引导模式的第一步是生成HPI引导的DSP代码，并把它与主处理器应用程序合并在一起，使DSP应用程序可以和主处理器应用程序一起远程下载。为了简化，采用下列方案：把DSP应用程序转换成头文件中的数组，并和主处理器应用程序一起编译连接。
具体实现分为两步：1）利用转换工具HEX6x把COFF文件转换成ASCII-Hex格式十六进制文件；2）利用自编工具hex2aray.exe将ASCII-Hex格式的文件转换成包含数组的头文件。
（1）利用转换工具HEX6x把COFF文件转换成ASCII-Hex格式十六进制文件
利用转换工具HEX6x把COFF文件转换成十六进制文件，使用转换工具HEX6x需要一个.cmd文件说明具体的转换格式，如下面文件hexcom.cmd所示：HEX6x把COFF文件test.out转换成两个ASCII-Hex格式的文件：一个是代码段，包含在文件test.a00中；另一个是初始化的数据段，包含在文件test.a10中。在DOS命令行中执行hex6x hexcom.cmd将产生test.a00和test.a10两个文件。
文件hexcom.cmd：
..\object\test.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生成头文件
然后利用hex2aray.exe将两个ASCII-Hex格式的文件：test.a00和test.a10分别转换成两个个包含数组的头文件：code.h和init.h。工具hex2aray.exe为自编工具。在DOS命令行中分别执行hex2aray –i test.a00 –o code.h和hex2aray –i test.a10 –o init.h两条命令将产生两个头文件code.h和init.h。在文件hexcom.cmd中的选项：- a，指示HEX6x按ASCII-Hex格式转换文件，ASCII-Hex文件格式如下所示：
^B
$AXXXX,
XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX. . .
^C
文件开始是ASCII STX 字符 (ctrl-B, 02h)，结束是ASCII ETX 字符 (ctrl-C, 03h)；$AXXXX,代表地址；其余为代码。转换后的头文件格式如下：
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 主机对HPI接口的操作
TMS320C62X提供了三个16位寄存器：HPIC、HPIA、HPID和16位数据线与主处理器通信。主处理器通过HPIC、HPIA、HPID和16位数据线来与TMS320C62X进行数据交换，数据交换的过程如下：
1）首先初始化HPIC；
2）然后把地址写到HPIA；
3）最后通过HPID读或写数据。
假设主机CPU也是TMS320C62X，那么主机与目标机之间的连接如图1所示：
如图1所示，假如Target 6201的/HCS连接到主机6201的CE1上。Target 6201的HPI寄存器映射到Host 6201DSP内存中，HCNTRL[1:0]和HHWIL连接到主机CPU的地址线上，那么HPIC、HPIA、HPID寄存器的地址分配如表2所示。，那么在C语言中，可以通过指针访问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
|
映射到主机的地址 |
HPI控制线 |
HPI寄存器访问 | |
|
HCNTL[1:0] |
HHWIL | ||
|
HPI Base address + 0x00 |
00 |
0 |
HPIC 1st halfword |
|
HPI Base address + 0x04 |
00 |
1 |
HPIC 2st halfword |
|
HPI Base address + 0x08 |
01 |
0 |
HPIA 1st halfword |
|
HPI Base address + 0x0C |
01 |
1 |
HPIA 2st halfword |
|
HPI Base address + 0x10 |
10 |
0 |
HPID 1st halfword HPIA 自增 |
|
HPI Base address + 0x14 |
10 |
1 |
HPID 2st halfword HPIA自增 |
|
HPI Base address + 0x18 |
11 |
0 |
HPID 1st halfword HPIA不自增 |
|
HPI Base address + 0x1C |
11 |
1 |
HPID 2st halfword HPIA不自增 |
3.3 主机通过HPI下载代码和数据段到目标DSP
一个程序由初始化区和非初始化区两部分组成，主机处理器必须根据.cmd命令文件把这两个区装载到DSP正确的地址。下面这段代码就是将代码段和数据段两部分分别下载到指定地址（即程序RAM和数据RAM）。它主要是从*source中读出32位长的数据，然后通过HPI将此数据写到DSP的dest_add地址（即程序RAM和数据RAM）中。*source中的数据就是DSP的启动代码段和数据段中的数据。
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 目标DSP开始执行所下载的代码
主机通过HPI下载代码段和数据段到目标DSP以后，那么目标DSP就需要执行所下载的代码了。通过写HPIC寄存器的DSPINT位为1让DSP退出复位状态后，DSP就开始从地址0执行所下载的代码了。具体实现代码为：
/* 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 总结
根据前面所述，TMS320C62X HPI启动过程如图2所示。
