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基于TMS320VC54X的DSPFPGA双芯处理平台和bootloader设计 （王占锋 通用光讯光电技术北京有限公司） 摘要：本文介绍了DSP和FPGA组建的双芯处理模块以及配套的各种bootloader方案。该模块具有运算速度快、可靠性高、处理能力强、功耗低等优点，主要应用于数据量大、算法复杂、使用I/O多的系统，可以作为处理算法研究和实时实现的通用平台 图1. DSPFPGA模块硬件系统框图 DSP DSP采用的是TI公司TMS320VC5416，16bit定点高性能DSP，是TMS320VC54x系列中的第3代芯片。主要特性有：速率最高达160MI/s；3条16bit数据存储器总线和1条程序存储器总线；1个40bit桶形移位器和2个40bit累加器；1个17×17乘法器和1个40bit专用加法器；最大8M×16bit的扩展寻址空间，内置128k×16bit的RAM和16k×16bit的ROM；由于VC5416功耗低，性能高，其分开的数据和指令空间使该芯片具有高度的并行操作能力，在单周期内允许指令和数据同时存取，再加上高度优化的指令集，使得该芯片具有很高的运算速度，Bootloader方案 Bootloader原理 在系统加电时把源程序C5416的内部ROM中有固化好的加载程序。如果DSP的MP/MC管脚接低在DSP加电RESET时程序就从内部ROM的FF80H地址开始行运行。在FF80H处，有一条跳转到BOOT程序的指令执行内部固化好的BOOT程序。首先进行初始化工作包括关闭中断、将内部RAM映射在程序/数据空间，以及为访问数据和程序空间设置的七个软件等待等并口加载方案其流程如图所示。 ( nMSTRB OR (NOT R_nW) FLASH_nWE ( DSP_R/nW PORTFFFF = CODE在DSP数据空间中的起始位置为使能有效地把外扩EPROM中的程序引导到芯片内RAM需要编制一个引导表。引导表内容包含如下几个方面：1）引导方式的标识2）程序存放的目标首地址3）程序执行的入口址址4）用户程序代码5）用户程序块长度。xXX08。 为了给用户程序创建引导表，需要hex500.exe把out文件转化为hex.out //用户的out文件 -i //决定输出文件格式为HEX格式 -memwidth 16 //决定产生的数据宽度为16位 -romwidth 16 //选择存储器的位宽为16位 -boot //说明产生一个Boot标识 -bootorg 0xXXXX //选择CODE在DSP数据空间中的起始位置 -e //选择程序中断向量的入口点 -o .hex //命名生成的HEX文件名 然后再DOS环境下执行Hex500 就可以完成转换。采用外部并行BOOT方式时BOOT的寻址区是在数据区因而最大的范围是。 工作程序代码 0x8000-0xdf80 工作程序的VECTOR [0xfe80-0xff00) LOADER [0xff00-0xff80) BOOT [0xff80-0xffff) 工作程序代码 [0x18000-0x1fb00) 工作程序代码 [0x28000-0x2fB00) 工作程序代码 [0x38000-0x3fB00) 硬件实现 自定义Bootloader的硬件实现也是通过VHDL语言实现的。 FLASH_nOE ( nMSTRB OR (NOT R_nW) FLASH_nWE ( DSP_R/nW 上电初始化初始化：FLASH_A17/A16 = (00) PORT40 = 0x60 A17=0 PORT40 = 0x61 A17=1 PORT40 = 0x62 A16 = 0 PORT40 = 0x63 A16 = 1 PORT40 = 0x64 FLASH_nCE ( DSP_nPS PORT40 = 0x65 FLASH_nCE ( DSP_nDS BOOTLOAD过程 自定义bootloader方案需要用户自己编写bootloader代码，此时DSP的MP/MC管脚接Xff80地址正好对应在外部flash里。用户自己编写的Bootloader就烧写在flash的0xff80—0xffff空间。Bootloader过程如下： 在DSP加电RESET时程序就从的FF80H地址开始运行.mmregs .def boot_start .sect .boot .ref loader_start boot_start: ssbx intm ld #0，dp nop orm #060h，@1dh stm #60h，ar0 portw ar0，40h stm #