1　前言
　　TMS320C54x是TI公司推出的定點(diǎn)系列數(shù)字信號(hào)處理芯片，它具有運(yùn)算速度高、CPU結(jié)構(gòu)優(yōu)化、功耗低和智能化外設(shè)等特點(diǎn)，特別適用于實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)，因此，它已成為數(shù)字產(chǎn)品設(shè)計(jì)中低成本，低功耗、高性能的數(shù)字信號(hào)處理芯片的首選，在便攜式儀器、消費(fèi)類電子、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
　　TMS320C54x的加載引導(dǎo)（BOOTLOAD）方式可使系統(tǒng)在上電時(shí)將代碼從片外加載到程序區(qū)，從而允許開發(fā)者事先將程序代碼放在外部低速的非易失性存儲(chǔ)器件中以便快速取址、譯址和執(zhí)行。
　　開發(fā)設(shè)計(jì)人員可以用不同的控制信號(hào)（如中斷、外部標(biāo)志（XF）、通用輸出（BIO）等）來選擇不同的加載引導(dǎo)方式以滿足設(shè)計(jì)需求。

2　加載引導(dǎo)（BOOTLOAD）方式
　　在上電復(fù)位后，DSP只有處于微計(jì)算機(jī)狀態(tài)即MP/MC為零時(shí)才能進(jìn)入加載引導(dǎo)過程。TI公司已在DSP芯片內(nèi)部ROM的OF800H-OFCOOh 中固化了一段加載引導(dǎo)程序（BOOTLOADER），其作用是先根據(jù)相關(guān)控制信號(hào)的不同狀態(tài)來確定采用何種加載引導(dǎo)方式，然后將代碼從外部加載到程序區(qū)，最后再將程序入口地址賦給程序指針。在這段程序的開始，還應(yīng)對(duì)CPU狀態(tài)寄存器進(jìn)行初始化設(shè)置，包括屏蔽中斷（INTM＝1）、內(nèi)部DARAM映射到程序 /數(shù)據(jù)區(qū)（OVLY＝1）、程序/數(shù)據(jù)區(qū)讀寫加7個(gè)等待周期等設(shè)置。
　　為了滿足不同系統(tǒng)的需求，TMS320C54x有多種加載引導(dǎo)方式。各種加載引導(dǎo)的功能如下：
　　主機(jī)接口引導(dǎo)
　　主機(jī)接口（HPI）是TI公司DSP的特色之一，即DSP作為協(xié)處理器將片內(nèi)DRAM共享以便讓其它智能器件（比如單片機(jī)或另外的DSP）作為主機(jī)訪問，從而提供一種方便快捷的通訊聯(lián)系方式。在主機(jī)接口引導(dǎo)方式下，首先將代碼通過主機(jī)接口下載到DSP片內(nèi)存儲(chǔ)器中，然后，DSP再從數(shù)據(jù)區(qū)007FH提供的地址開始執(zhí)行程序。
　　8位/16位并行引導(dǎo)
　　并行引導(dǎo)就是以并行方式從外部讀取引導(dǎo)表數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)該表的內(nèi)容加載代碼并執(zhí)行。并行引導(dǎo)表中通常包括要下載的代碼段、各代碼段的目的地址、下載完成后程序執(zhí)行的起始地址以及其它一些設(shè)置信息。
　　8位/16位標(biāo)準(zhǔn)串行引導(dǎo)
    串行引導(dǎo)就是通過DSP的多通道緩沖串口（McBSP）在標(biāo)準(zhǔn)模式下從外部讀取引導(dǎo)表數(shù)據(jù)同時(shí)根據(jù)該表的內(nèi)容加載代碼然后執(zhí)行。其中McBSP0支持16位，McBSP1支持8位。
　　8位串行EEPROM引導(dǎo)
　　該模式通過DSP的McBSP1在時(shí)鐘停止模式（SPI）下從串行EEPROM中讀取引導(dǎo)表數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)該表的內(nèi)容下載代碼然后執(zhí)行。
　　8位/16位IO引導(dǎo)
　　在IO引導(dǎo)模式下，加載引導(dǎo)程序首先通過外部標(biāo)志（XF）和通用輸出來（BIO）實(shí)現(xiàn)并行的異步握手協(xié)議，然后再從IO端口0000h讀取引導(dǎo)表數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)該表的內(nèi)容下載代碼并執(zhí)行。
　　加載引導(dǎo)程序（BOOTLOADER）允許多代碼段加載，且該加載不占用連續(xù)地址空間。另外，在并口和IO加載引導(dǎo)方式下，加載引導(dǎo)程序（BOOTLOADER）還會(huì)根據(jù)引導(dǎo)表的設(shè)置對(duì)DSP的SWWSR、BSCR寄存器進(jìn)行設(shè)定。

3　加載引導(dǎo)（BOOTLOAD）的執(zhí)行
　　當(dāng)加載引導(dǎo)程序完成初始化后，便可執(zhí)行一系列的檢測(cè)操作以確定采用哪種加載引導(dǎo)方式。其檢測(cè)順序如下：
    （1）主機(jī)接口加載引導(dǎo)方式；
    （2）8位串行EEPROM加載引導(dǎo)方式；
    （3）16位并行加載引導(dǎo)方式；
    （4）8位并行加載引導(dǎo)方式；
    （5）MCBSP1標(biāo)準(zhǔn)串行加載引導(dǎo)方式（8位）；
    （6）MCBSP0標(biāo)準(zhǔn)串行加載引導(dǎo)方式（16位）；
　�。�7）IO加載引導(dǎo)方式；
　　（8）主機(jī)接口加載引導(dǎo)方式。
　　圖1給出了DSP加載引導(dǎo)方式的檢測(cè)過程。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)一遍后，若無有效加載引導(dǎo)方式被選中，加載引導(dǎo)程序?qū)⒅匦聠��?dòng)并繼續(xù)檢測(cè)，但此時(shí)是從標(biāo)準(zhǔn)串行加載引導(dǎo)方式開始而并不是檢測(cè)所有的引導(dǎo)方式。
3．1主機(jī)接口加載引導(dǎo)
　　一般在DSP芯片復(fù)位后，首先判斷是否選擇主機(jī)接口引導(dǎo)方式。具體方式是加載引導(dǎo)程序先將數(shù)據(jù)區(qū)007Fh清零并發(fā)出主機(jī)中斷，然后監(jiān)測(cè)中斷標(biāo)志寄存器（IFR）中的外部中斷2（INT2），此時(shí)若有INT2發(fā)生，則認(rèn)為主機(jī)接口引導(dǎo)方式被唯一選中并進(jìn)入該引導(dǎo)方式。否則，加載引導(dǎo)程序還會(huì)檢查其它引導(dǎo)方式，包括主機(jī)方式。
　　為了適時(shí)地觸發(fā)INT2外部中斷，可以將主機(jī)中斷（HINT）和外部中斷2（INT2）直接連在一起，或者在DSP復(fù)位30個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)觸發(fā)一個(gè)有效的外部中斷（INT2）。
　　進(jìn)入主機(jī)接口引導(dǎo)方式后，主機(jī)就可以向DSP加載代碼，直到加載結(jié)束，同時(shí)在DSP數(shù)據(jù)區(qū)的007Fh寫入DSP程序開始執(zhí)行位置。而加載引導(dǎo)程序則一直監(jiān)測(cè)007Fh的數(shù)據(jù)是否有改變，如果數(shù)據(jù)發(fā)生非零改變，則結(jié)束加載引導(dǎo)，同時(shí)將程序指針設(shè)為該非零值以作為程序起始地址。
3．2串行EEPROM加載引導(dǎo)
　　若未進(jìn)入主機(jī)接口引導(dǎo)方式，加載引導(dǎo)程序會(huì)通過檢測(cè)外部中斷3（INT3）來判斷是否選擇串行EEPROM方式。若發(fā)現(xiàn)中斷標(biāo)志位（IFR）中的外部中斷3 （INT3）有效，則進(jìn)入串行EEPROM加載引導(dǎo)方式。也就是說，在DSP復(fù)位30個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，如有外部中斷3（INT3）被觸發(fā)，則選擇這種加載引導(dǎo)方式。為了產(chǎn)生有效的外部中斷3（INT3），可以將多通道緩沖串口（McBSP1）的傳輸引腳（BDX1）與外部中斷3（INT3）直接聯(lián)接起來。具體的連接方式如圖2中的虛線所示。

　　有一點(diǎn)需要注意：那就是并非所有版本的TMS320C5402都完全支持這種加載引導(dǎo)方式。
3．3并行加載引導(dǎo)
　　并行加載引導(dǎo)方式支持8位和16位數(shù)據(jù)寬度，也就是說外部非易失性存儲(chǔ)設(shè)備可以是8位或16位。在加載過程中，軟件等待寄存器（SWWSR）和邊界切換控制寄存器會(huì)依據(jù)引導(dǎo)表中的設(shè)置進(jìn)行配置，但此設(shè)置只有在引導(dǎo)加載結(jié)束時(shí)才起作用。 　　首先，加載引導(dǎo)程序可從IO空間或數(shù)據(jù)空間的0FFFFh讀取引導(dǎo)表的地址（范圍為04000h～0FFFFh）。相比而言，從數(shù)據(jù)空間讀取更為方便，因?yàn)榭梢詫⒁龑?dǎo)表數(shù)據(jù)和它的起始地址放在一個(gè)外部非易失性存儲(chǔ)設(shè)備中。然后按照得到的引導(dǎo)表起始地址讀取數(shù)據(jù)。如果讀到10AAh則是16 位數(shù)據(jù)寬度，并開始加載引導(dǎo)；而如果讀到xx08h則是8位數(shù)據(jù)寬度，此時(shí)系統(tǒng)將繼續(xù)讀下一個(gè)數(shù)據(jù)，只有讀到xxAAh才能進(jìn)入加載引導(dǎo)。
3．4標(biāo)準(zhǔn)串口加載引導(dǎo)
　　實(shí)際上，TI公司的DSP也可以通過多通道緩沖串口（McBSP）的標(biāo)準(zhǔn)模式來加載引導(dǎo)，其中McBSP0是8位數(shù)據(jù)寬度，McBSP1是16位數(shù)據(jù)寬度。當(dāng)判斷是否選擇標(biāo)準(zhǔn)串口引導(dǎo)方式時(shí)，加載引導(dǎo)程序先將串口配置為TMS320C54的標(biāo)準(zhǔn)串口，并將DSP的外部標(biāo)志位（XF）置低以等待接收數(shù)據(jù)，然后監(jiān)測(cè)中斷標(biāo)志寄存器，看是否有串口中斷發(fā)生，同時(shí)判斷是哪個(gè)串口（BRINT0或BRINT1）。若是串口1中斷，則讀取串口數(shù)據(jù)接收寄存器的值以進(jìn)一步判斷，如果第一個(gè)字節(jié)是08h，第二個(gè)字節(jié)是AAh則進(jìn)入8位串口引導(dǎo)方式，否則判斷是否是串口0中斷。若是串口0中斷，同樣讀取串口數(shù)據(jù)接收寄存器的值并進(jìn)一步判斷，如果是10AAh則進(jìn)入16位串口引導(dǎo)方式，否則繼續(xù)判斷是否是IO方式。
3．5 IO加載引導(dǎo)
　　由于在標(biāo)準(zhǔn)串行方式中，加載引導(dǎo)程序已經(jīng)把外部標(biāo)志位（XF）置低，因此，若無串口中斷發(fā)生，DSP將判斷是否選擇IO方式。IO方式是利用外部標(biāo)志位（XF）和通用輸入引腳（BIO）通過握手信號(hào)來傳輸數(shù)據(jù)的。當(dāng)XF保持“0”狀態(tài)時(shí)，表示DSP已準(zhǔn)備好進(jìn)入IO引導(dǎo)方式，此時(shí)若外部主機(jī)將通用輸入引腳（BIO）置“0”，則表示要求IO方式引導(dǎo)，之后，通過DSP讀取IO地址0000h的數(shù)據(jù)，并將XF置“1”以表示數(shù)據(jù)接收成功，隨后主機(jī)再將 BIO置“1”，則表示一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束；若還有數(shù)據(jù)需要傳輸，可使XF再次置“0”以表示準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，然后由主機(jī)將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后將BIO置“0”，以使得DSP能夠再次讀取IO地址0000h的數(shù)據(jù)，之后，系統(tǒng)再將XF置“1”，隨之主機(jī)再次將BIO置“1”，則表示又完成一次數(shù)據(jù)傳輸；此過程周而復(fù)始，直到引導(dǎo)表的數(shù)據(jù)全部傳輸完畢。
　　DSP從IO讀回的第一個(gè)數(shù)據(jù)如果是10AAh，則以16位數(shù)據(jù)寬度傳輸引導(dǎo)表；如果第一個(gè)是08h，第二個(gè)是AAh，則以8位數(shù)據(jù)寬度傳輸引導(dǎo)表。

4　加載引導(dǎo)表
　　加載引導(dǎo)表是將通用目標(biāo)文件（．OUT）按照加載引導(dǎo)方式設(shè)置生成十六進(jìn)制文件（．HEX），也就是生成固定格式的數(shù)據(jù)流。表1給出了16位模式時(shí)源程序數(shù)據(jù)流的生成結(jié)構(gòu)。加載引導(dǎo)表的生成步驟如下：
　�。�1）編譯程序代碼，生成目標(biāo)文件。應(yīng)當(dāng)注意：
對(duì)于TMS320C5402，需加編譯選項(xiàng)－v548，否則最后生成的將是早期TMS320C54x的引導(dǎo)表。
　　（2）鏈接目標(biāo)文件，生成通用目標(biāo)文件（COFF）。
    （3）根據(jù)加載引導(dǎo)設(shè)置生成十六進(jìn)制文件。
　　實(shí)際上，有時(shí)也可將加載引導(dǎo)設(shè)置成一個(gè)文件。

5　應(yīng)用舉例
　　下面給出TMS320C5402通過16位并口方式從FLASH（AT29LV1024）中加載引導(dǎo)程序的應(yīng)用舉例，其編譯鏈接的細(xì)節(jié)這里不再贅述。假設(shè)已經(jīng)生成了通用目標(biāo)文件MAIN．OUT，則加載引導(dǎo)設(shè)置文件OUT2HEX．CMD如下：
　

　　這樣利用十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化工具在命令格式下執(zhí)行：HEX500 OUT2HEX．CMD，即可生成加載引導(dǎo)表文件MAIN．HEX。

參考文獻(xiàn)

1．TMS320C548／C549 Bootloader Technical Reference
2．TMS320C5402 Bootloader Technical Reference
3．TMS320C54XDSPCPUANDPERIPHERALSREF ERENCESETVOLUMEI
4　胡廣書．?dāng)?shù)字信號(hào)處理——理論、算法與實(shí)現(xiàn)．北京：清華大學(xué)出版社，1997