C6678多核程序燒寫(xiě)固化

1、C6678多核程序燒寫(xiě)固化主要內(nèi)容可執(zhí)行文件生成過(guò)程1多核燒寫(xiě)文件生成原理2多核燒寫(xiě)文件生成過(guò)程4多核燒寫(xiě)操作過(guò)程5多核Boot原理31. 可執(zhí)行文件生成過(guò)程1. 可執(zhí)行文件生成過(guò)程 一個(gè)Demo程序的生命周期一般是從C語(yǔ)言程序開(kāi)始的，因?yàn)檫@種形式編寫(xiě)最為方便。為了在系統(tǒng)上運(yùn)行Demo程序，其每一條語(yǔ)句都需要被轉(zhuǎn)化為低級(jí)的機(jī)器指令(machine language)，并按照一定格式打包以二進(jìn)制磁盤(pán)文件存放，該形式的程序稱為可執(zhí)行目標(biāo)文件(executable file)，被加載到內(nèi)存后，由系統(tǒng)運(yùn)行。在文本編輯器中編輯的源程序成為可執(zhí)行目標(biāo)文件需要經(jīng)過(guò)四步處理：預(yù)處理(preprocesser)

2、、編譯(compiler)、匯編(assembler)以及鏈接(linker)。1. 可執(zhí)行文件生成過(guò)程 預(yù)處理階段：預(yù)處理器根據(jù)字符#開(kāi)頭的命令修改C源程序，例如main.c中第一行#include,告訴預(yù)處理器讀取系統(tǒng)文件stdio.h中的內(nèi)容并將其直接插入到程序文本中；而宏定義告訴預(yù)處理器將程序文本中對(duì)應(yīng)的字符進(jìn)行替換。附帶演示程序Demo，基于CCSv5開(kāi)發(fā)平臺(tái)編輯生成。1. 可執(zhí)行文件生成過(guò)程編譯階段：編譯器將預(yù)處理器輸出的文件翻譯成匯編語(yǔ)言程序(.asm)。匯編語(yǔ)言程序中的每一條語(yǔ)句都以一種標(biāo)準(zhǔn)的文本格式確切的描述了一條低級(jí)機(jī)器語(yǔ)言指令(參看參考文獻(xiàn)2)。匯編語(yǔ)言為不同高級(jí)語(yǔ)言的不

3、同編譯器提供了統(tǒng)一的輸出語(yǔ)言。有時(shí)為提高程序的執(zhí)行效率，程序員可以直接編寫(xiě)匯編程序文件(例如Demo程序中的sum.asm)。1. 可執(zhí)行文件生成過(guò)程匯編階段：匯編器將輸入的匯編文本(.asm)逐條翻譯成二進(jìn)制機(jī)器語(yǔ)言指令，并把這些指令打包成可重定位的目標(biāo)程序(relocatable object program),保存到各自的目標(biāo)文件(.obj)中。該目標(biāo)文件是二進(jìn)制文件，它的字節(jié)編碼是機(jī)器語(yǔ)言指令而不是字符，如果用文本編輯器打開(kāi).obj文件，將看到一堆亂碼.1. 可執(zhí)行文件生成過(guò)程鏈接階段：通常，整個(gè)程序由多個(gè).c文件組成，經(jīng)過(guò)前面的處理生成各自對(duì)應(yīng)的可重定位目標(biāo)文件(.obj)，程序調(diào)用

4、了若干庫(kù)函數(shù)(例如printf()也保存在經(jīng)過(guò)單獨(dú)編譯匯編過(guò)的目標(biāo)文件庫(kù)(.lib)里。鏈接器在.cmd文件的指導(dǎo)下將這些文件合成一個(gè)可在系統(tǒng)上運(yùn)行的可執(zhí)行文件。1. 可執(zhí)行文件生成過(guò)程鏈接階段：編譯器和匯編器生成從地址0開(kāi)始的代碼和數(shù)據(jù)節(jié)。鏈接器通過(guò)把每一個(gè)符號(hào)定義(在可重定位文件中，對(duì)程序外部文件的變量或函數(shù)的引用通過(guò)一個(gè)符號(hào)定義來(lái)表示)與存儲(chǔ)位置聯(lián)系起來(lái)(.cmd)，然后修改這些符號(hào)的引用，使得他們指向這個(gè)存儲(chǔ)器的位置(引用符號(hào)由引用變量或函數(shù)的具體存儲(chǔ)器地址代替)，從而實(shí)現(xiàn)重定義這些細(xì)節(jié)。最后鏈接器將經(jīng)過(guò)重定位的各代碼和數(shù)據(jù)節(jié)組成一個(gè)完整的可執(zhí)行目標(biāo)文件，加載到處理器中即可運(yùn)行。(鏈接

5、器的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)參看文獻(xiàn)1的第7章 鏈接)2.多核燒寫(xiě)文件生成原理2. 多核燒寫(xiě)文件生成原理對(duì)于多核編程，各核源文件分別經(jīng)CCS編譯、匯編、鏈接為各自對(duì)應(yīng)的.out文件，但該文件不能被直接燒寫(xiě)到外部Flash中，必須經(jīng)過(guò)工具鏈處理為滿足Bootloader的格式即如右圖所示的鏡像文件(.dat)。該文件經(jīng)CCSv5自帶的Flash燒寫(xiě)工程(my_SPI_modify)燒寫(xiě)到外部Flash，之后上電系統(tǒng)完成自舉，程序正常運(yùn)行。2. 多核燒寫(xiě)文件生成原理鏡像文件就是用戶要燒寫(xiě)到外部Flash上的全部數(shù)據(jù)文件，它是由Boot參數(shù)表（在文件前部）和應(yīng)用程序的根表數(shù)據(jù)（文件后部）的合成數(shù)據(jù)文件。單核和多核的

6、Boot參數(shù)表格式都一樣，區(qū)別就是后部的根表數(shù)據(jù)。2. 多核燒寫(xiě)文件生成原理Boot 參數(shù)表占用8個(gè)字(32Bytes)，位于鏡像文件的開(kāi)頭。不同的字段具有不同的意義，用于指導(dǎo)啟動(dòng)過(guò)程。下表列出了SPI啟動(dòng)模式下參數(shù)表的配置寄存器。由于 SPI boot 是寄存器的直接讀寫(xiě)，因此配 置過(guò)程中不會(huì)涉及到EDMA 寄存器的配置(因此前12個(gè)字段被忽略)。這些參數(shù)部分可以通過(guò)讀取管腳配置來(lái)填充(參看參考文獻(xiàn)7,p.27-33)，也可以被用戶自定義修改。注意：無(wú)論是管腳配置還是參數(shù)表的書(shū)寫(xiě)都是為了生成boot 參數(shù)表。在我們的系統(tǒng)中是通過(guò)DSP外部13個(gè)配置管腳配置Boot參數(shù)的，所以.dat文件中的

7、Boot參數(shù)表被忽略。2. 多核燒寫(xiě)文件生成原理單核根表：根表是應(yīng)用程序的所有代碼和數(shù)據(jù)以在片上占用地址來(lái)分段存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包，包的第一個(gè)4B是core0程序中main()函數(shù)的入口地址_C_int00，后面由若干數(shù)據(jù)段組成，每個(gè)段前4 B為該段數(shù)據(jù)的字節(jié)長(zhǎng)度，接著4 B為該段在片上的存儲(chǔ)地址，后面是具體代碼和數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)段結(jié)束后是4個(gè)字節(jié)的0作為根表的結(jié)束標(biāo)記。多核根表：把各輔核的代碼數(shù)據(jù)段及入口地址值按照上述單核根表的格式續(xù)寫(xiě)在core0根表后，其中入口地址值的地址為各核的BOOT_MAGIC_ADDRESS地址。最后同樣以4個(gè)字節(jié)的0作為根表的結(jié)束標(biāo)志。2. 多核燒寫(xiě)文件生成原理BOOT

8、ROM中的代碼完成bootloader初始化(PLL、CPU時(shí)鐘、啟動(dòng)方式等)后會(huì)繼續(xù)初始化core的L2 RAM緩存的最后0 xd23f個(gè)字長(zhǎng)的代碼，此段代碼用于保存Boot配置信息并指導(dǎo)后續(xù)boot過(guò)程。2. 多核燒寫(xiě)文件生成原理BOOT_MAGIC_ADDRESS地址是每個(gè)core各自一塊固定的內(nèi)存。由上表所示， BOOT_MAGIC_ADDRESS地址是 ROM搬移到RAM信息的最后一個(gè)字。該字存放著各個(gè)core 初始化之后需要跳轉(zhuǎn)到的c程序入口地址 _c_int00()。根據(jù)c66x內(nèi)存的規(guī)劃設(shè)計(jì)，不同core的BOOT_MAGIC_ADDRESS位于在該core 本地L2 RAM的

9、最后一個(gè)word里。由于多核DSP采用全局地址來(lái)區(qū)別不同核的RAM地址，因此每個(gè)核的Boot Magic地址是0 x1x87fffc（x為核號(hào)）。 2. 多核燒寫(xiě)文件生成原理工具鏈： 將CCS生成的.out文件轉(zhuǎn)化為Bootloader 可以“理解”的格式是c66x 啟動(dòng)至關(guān)重要的一步。與以前的DSP 啟動(dòng)相比，c66x 系列的工具鏈更加復(fù)雜和多樣化。文件轉(zhuǎn)換格式也呈現(xiàn)多態(tài)化。以.dat 文件格式為例，生成所需的鏡像文件需要以下工具鏈做支持： 2. 多核燒寫(xiě)文件生成原理工具鏈： hex6x 文件需要和.rmd 文件配合使用，后者描述了boot 參數(shù)表模式，ROM 寬度，大小端模式等信息。由此得

10、到8 個(gè)核的.btbl 文件,該文件包含了大部分的內(nèi)容信息，再經(jīng)過(guò)兩個(gè)小工具的轉(zhuǎn)化可以得到有效數(shù)據(jù)信息。此時(shí)的.ccs 文件只包含各個(gè)段的內(nèi)容，不包含 Boot 參數(shù)的內(nèi)容，因此需要將一定格式的參數(shù)配置信息進(jìn)行解析，作為boot 參數(shù)表頭加在.ccs 文件上成為一個(gè)含有參數(shù)配置頭的.ccs 文件。最后由于ROM bootloader 只識(shí)別大端(Big End)模式數(shù)據(jù)，所有需要進(jìn)行一次大小端的轉(zhuǎn)化。至此一個(gè)完整的可以被ROM Bootloader 識(shí)別的多核鏡像文件就成功生成。3.多核Boot原理3. 多核Boot原理C66x芯片對(duì)典型C6000系列芯片做了改進(jìn)，不需要由用戶在外部Flash

11、起始的1K空間編寫(xiě)二級(jí)Bootloader。C66x DSP內(nèi)部有一個(gè)固化的ROM存放著boot代碼(ROM Bootloader)。每當(dāng)DSP啟動(dòng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)從這里讀取代碼并執(zhí)行。此代碼是固化的不可更改的，其作用就是根據(jù)管腳配置方式對(duì)核進(jìn)行初始化(比如PLL等)和完成不同模式的Boot處理(搬運(yùn)程序和代碼到指定的內(nèi)部RAM中)。3. 多核Boot原理CPU 執(zhí)行Boot ROM 中的代碼將外部flash中的程序和數(shù)據(jù)搬移到內(nèi)部RAM中。之后core0啟動(dòng)初始化外設(shè)，此時(shí)其他core都會(huì)執(zhí)行相關(guān)的代碼映射IPC中斷，并配置相應(yīng)的寄存器，然后進(jìn)入IDLE狀態(tài)，等待core0的發(fā)起IPC(Inter

12、-Process-Communication)中斷。當(dāng)core0完成初始化后向其他core發(fā)送IPC中斷。其他core在接收到中斷后啟動(dòng)執(zhí)行代碼，即其他核是在core0的命令下執(zhí)行第一句代碼。 3. 多核Boot原理core0 在 SPI 啟動(dòng)中起到至關(guān)重要的作用。作為主核，核0 負(fù)責(zé)著搬移鏡像，寫(xiě)B(tài)OOT_MAGIC_ADDRESS地址值，以及發(fā)IPC 中斷觸發(fā)其他核啟動(dòng)等多項(xiàng)工作。其中搬移多核鏡像的工作由DSP ROM Bootloader 完成，而剩下兩項(xiàng)工作需要用戶自定義操作。本文附帶的工具鏈不具有將各核入口地址寫(xiě)入對(duì)應(yīng)BOOT_MAGIC_ADDRESS中的功能，因此前述鏡像文件格式

13、中標(biāo)為紅色的部分沒(méi)有被添加進(jìn)去，這么做的主要原因是程序的入口地址無(wú)法確知。解決這一問(wèn)題有兩種方法：1，在生成.out文件之后參看.map文件獲得各輔核程序的入口地址，并在主核的main()函數(shù)中分別將該地址寫(xiě)入到各輔核對(duì)應(yīng)的BOOT_MAGIC_ADDRESS中(如上圖所示)；2，獲得輔核入口地址后，修改工具鏈將其以數(shù)據(jù)段的形式寫(xiě)入到鏡像文件中(如前述鏡像文件)。3. 多核Boot原理如果多核DSP 是由同一套工程分別編譯，那么每個(gè)核內(nèi)存分配完全相同。core0 在讀取自己核的BOOT_MAGIC_ADDRESS地址（0 x1087fffc）下的值后，就可以得到其他核的BOOT_MAGIC_A

14、DDRESS地址。但是如果各核獨(dú)立編譯各自工程，各變量?jī)?nèi)存映射關(guān)系不再相同， 那么就無(wú)法從 core0 的 BOOT_MAGIC_ADDRESS地址值去推算其他核相應(yīng)地址。這個(gè)時(shí)候只能事先記 錄下各核的BOOT_MAGIC_ADDRESS地址值，然后寫(xiě)到核0 的用戶初始化代碼上。 3. 多核Boot原理在完成所有上述操作后，core0 需要對(duì)每個(gè)核的IPCGRx 寄存器寫(xiě)中斷以喚醒其他核的正常運(yùn)行狀態(tài)。IPCGRx 寄存器的31-4 比特位是IPC 中斷源索引，可支持多達(dá)28 個(gè)中斷源，可以設(shè)置為全0；比特3-1 是保留位，可以任意賦值。因此只要對(duì)最低比特賦 1 就可以完成對(duì)其他核IPC 中斷

15、的觸發(fā)。(參看文獻(xiàn)7.p.80-82)3. 多核Boot原理到此為止基于SPI 多核啟動(dòng)的過(guò)程全部結(jié)束，多核DSP 正常運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。注意每個(gè)核的IPC 中斷生成寄存器有固定的內(nèi)存映射地址。4. 多核燒寫(xiě)文件生成過(guò)程4. 多核燒寫(xiě)文件生成過(guò)程在core0的main函數(shù)中要增加寫(xiě)各輔核入口地址到相應(yīng)的BOOT_MAGIC_ADDRESS 及觸發(fā)IPC中斷的邏輯，如圖所示，否則多核不可能正常boot。void MulticoreBoot() int *pBootMagicAddCore0; int *IpcGr0; int i; int coreId = 0; coreId = platform_ge

16、t_coreid (); if(coreId = 0) pBootMagicAddCore0 = (int*)0 x1087FFFC; /*core0 的magic address*/ *pBootMagicAddCore0=0 x10843994; /*core0 的_c_int00 函數(shù)入口地址*/ /*此處寫(xiě)入各輔核的入口地址*，在此core1 的_c_int00函數(shù)入口地址/ *(pBootMagicAddCore0+0 x01000000/4)=0 x1180c300; /*core0發(fā)送IPC中斷*/ IpcGr0 = (int*)0 x02620240; for(i = 1;i

17、CORE_NUM_6678;i+)/core0 sent ipc interrupt to *(IpcGr0+i) = (*(IpcGr0+i) | 0 x00000001; 可在轉(zhuǎn)換工具鏈spi_boot_suit_v2.3.1_release2_ledtestprj1.6678src找到原版代碼。4. 多核燒寫(xiě)文件生成過(guò)程四核燒寫(xiě)文件的生成工具鏈選擇：spi_boot_suit_v2.3.1_release1_utilities 1.6678 multicore_boot_4cores 。把要處理的四個(gè).out文件粘貼到該文件夾下，依次修改文件名為simple0simple3(必須為cor

18、e序號(hào)一 一對(duì)應(yīng)關(guān)系)。點(diǎn)擊該文件夾下的批處理文件： spiboot_multi_4cores.bat，生成鏡像文件spirom_le.dat，即燒寫(xiě)文件。4. 多核燒寫(xiě)文件生成過(guò)程兩核燒寫(xiě)文件的生成修改批處理文件spiboot_multi_4cores.bat中內(nèi)容如下。刪掉多余的hex6x simple2.rmd 和hex6x simple3.rmd 以及第五行中simple2.btbl 和 simple3.btbl,將修改后文件保存為文件名為spiboot_multi_2cores.bat的批處理文件。點(diǎn)擊該批處理文件就可以生成兩核程序的.dat代碼。4. 多核燒寫(xiě)文件生成過(guò)程_c_in

19、t00入口地址的獲得在編譯鏈接之后的工程下有一個(gè)文件夾：Debug。在此文件夾下有一個(gè)以工程名命名的.map文件，在此文件的開(kāi)頭可以看到_c_int00的入口地址。各core啟動(dòng)之前PC指令應(yīng)該指向_c_int00的位置，即在執(zhí)行main函數(shù)之前應(yīng)該先執(zhí)行_c_int00開(kāi)始的一段初始化過(guò)程，比如全局變量賦初值、局部變量入棧等操作，之后才開(kāi)始main函數(shù)。5. 多核燒寫(xiě)操作過(guò)程5. 多核燒寫(xiě)操作過(guò)程燒寫(xiě)：將之前生成的燒寫(xiě)文件通過(guò)SPI的燒寫(xiě)工程my_spi_modify寫(xiě)到Nor Flash里1.運(yùn)行SPI工程完成初始化部分，斷點(diǎn)到ddr3測(cè)試結(jié)束，這樣可以可以確認(rèn)ddr3工作正常，程序工作正

20、常。一般斷點(diǎn)設(shè)到 Init_val= nor_init()注意：在斷點(diǎn)之前，設(shè)置系統(tǒng)工作環(huán)境并向DDR3起始地址空間寫(xiě)入09，若程序暫停到斷點(diǎn)時(shí)DDR3起始地址空間為遞增數(shù)，則說(shuō)明DDR3時(shí)鐘等配置正常。這一驗(yàn)證非常必要，因?yàn)殓R像文件需要先鏡像存儲(chǔ)在DDR3中，之后由SPI寫(xiě)入到外部Flash。5. 多核燒寫(xiě)操作過(guò)程燒寫(xiě)：將之前生成的燒寫(xiě)文件通過(guò)SPI的燒寫(xiě)工程my_spi_modify寫(xiě)到Nor Flash里2.此時(shí)，從memory browser里將.dat文件load到程ddr3里，在memory browser的范圍右擊，選擇load memory。5. 多核燒寫(xiě)操作過(guò)程燒寫(xiě)：將之前生

21、成的燒寫(xiě)文件通過(guò)SPI的燒寫(xiě)工程my_spi_modify寫(xiě)到Nor Flash里3.選擇之前產(chǎn)生的.dat文件，勾選 use head imformation的選項(xiàng)，點(diǎn)擊next。注意： .dat文件路徑不能有中文，否則不能導(dǎo)入到內(nèi)存中！5. 多核燒寫(xiě)操作過(guò)程燒寫(xiě)：將之前生成的燒寫(xiě)文件通過(guò)SPI的燒寫(xiě)工程my_spi_modify寫(xiě)到Nor Flash里4.確定地址和長(zhǎng)度填寫(xiě)正確（地址為0 x80000000 ddr3首地址，長(zhǎng)度為.dat文件長(zhǎng)度），點(diǎn)擊finish。5. 多核燒寫(xiě)操作過(guò)程燒寫(xiě)：將之前生成的燒寫(xiě)文件通過(guò)SPI的工程my_spi_modify寫(xiě)到Nor Flash里5.讓程序繼續(xù)執(zhí)行，清除掉flas