一種DSP的遠程多加載方案設計

引言
芯片的燒寫與自加載是一個DSP系統(tǒng)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題。而傳統(tǒng)的燒寫／加載方案在調(diào)試、更新程序時需要反復外接仿真器，配置跳線，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(diào)試階段的系統(tǒng)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，難以直接進行仿真器連接的DSP系統(tǒng)中，無法采用普通的燒寫／加載方案對其進行更新和調(diào)試。
通過分析DSP系統(tǒng)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(tǒng)設計。該系統(tǒng)由通信芯片、DSP、外部動態(tài)存儲器、外部閃存(Flash)共同組成，具備遠程燒寫、程序選擇加載功能。系統(tǒng)程序更新時也具備很高的安全性，即使燒寫過程中斷電，下次上電后仍然可以繼續(xù)燒入、運行新的工程。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
為了滿足功能設計需求，加載與燒寫系統(tǒng)除了包括DSP系統(tǒng)運行必需的DSP芯片之外，還需要連接外部動態(tài)存儲器(SDRAM)、可擦除存儲器(Flash)、通信芯片等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，通信芯片負責與遠程控制端進行數(shù)據(jù)交換，SDRAM中存放DSP工作用代碼和數(shù)據(jù)，而負責引導實際工作工程的“引導工程”和負責實際信息處理任務的“工作工程”代碼數(shù)據(jù)分別存放于不同的Flash空間。

2 實現(xiàn)方案
首先簡要說明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，會從CE1空間起始地址(0x90000000)開始拷貝一定長度(C671x系列為1 KB)的數(shù)據(jù)到內(nèi)部存儲器0地址，并從0地址開始執(zhí)行程序。由于拷貝數(shù)據(jù)長度有限，通常情況下一個長度大于1 KB的自加載工程需要進行二次加載操作，因此該工程必須包含一個長度小于1 KB的Bootloader模塊，該模塊由進行二次加載數(shù)據(jù)搬移操作的代碼構(gòu)成。工程編譯完成后，Bootloader模塊被燒寫在Flash最開頭的1 KB地址空間內(nèi)，系統(tǒng)上電復位后由DSP自動搬運到0～1 KB地址空間內(nèi)執(zhí)行(第一次加載)，并由該模塊進行其他數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)搬移(第二次加載)。在數(shù)據(jù)搬移結(jié)束后Bootloader模塊將PC指針跳轉(zhuǎn)到_c_int00地址段，并最終進入主函數(shù)，開始整個工程的運行。整個自加載過程如圖2所示。

顯然，只有存放在DSP CE1空間最前端的數(shù)據(jù)才能被自動加載和運行。為了使系統(tǒng)上電時刻就具備通信、燒寫和多引導功能，需要將具備上述功能的引導工程存放在CE1基地址開始的空間。
DSP多引導技術(shù)正是在普通DSP系統(tǒng)的加載技術(shù)基礎上發(fā)展而來的，將具備引導、通信、燒寫、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(jù)功能需要去加載。
引導工程由DSP自動運行，隨后根據(jù)遠程指令或按預定程序流程的執(zhí)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(nèi)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)，可以通過遠程端或自動對空間電子設備存儲器中的代碼進行更新、檢糾錯和加載操作，甚至進行多個工作工程的切換以滿足不同應用背景下的功能需求；即使在更新或切換過程中出現(xiàn)故障，系統(tǒng)復位后仍可回到正常工作的引導工程中進行系統(tǒng)維護或重新更新，具備防燒寫功能。