DSP篇--C6678 SPI BOOT详解及其优化实现
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一、SPI BOOT理解
1、配置Device configuration
2、boot table 格式
3、常规流程介绍
二、工具链介绍
三、多核启动过程
四、BOOT工具链软件的优化与实现
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这篇博文已经搁置一年之久，今天终于是下定决心整理和书写下来了。对于C6678我参与其中，最记忆深刻的两个技术点要算是：SPI BOOT及其优化实现和网络GE工程的调试优化。这篇文章主要还是讲SPI BOOT 方面的内容。对于GE工程调试，简单提一下（后续也不再写单独写了），遇到最大的问题，可能是使用官方例程，直接运行，会while死循环，或者phy link up和link down等问题。解决措施是：需要根据自己的板卡对应设置好时钟与MDIO、PHY的内容。这将会是我在嵌入式这个行业上最后一篇博文了，已经在换行的路上了，期望在地理信息、图像处理等领域有所发展吧！
一、SPI BOOT理解
原理可参考钱丰的《TI c66x 系列DSP 多核BOOT 的研究》论文。
1、配置Device configuration
SPI 启动的流程需要在两处修改管脚配置（EVM 板的拨码开关）。第一次是在烧写镜像工程进入 Flash 时，需要将 EVM 板调成 No-Boot 模式。第二次是成功烧写多核镜像后进行 reboot 的过程，将拨码开关配置成 SPI 模式才能将镜像成功读取并启动。
根据拨码开关和对应的说明，则有：
2、boot table 格式
由于boot image 是用户编程实现，大小不定。为了使RBL搬移bootimage时知道搬移的目的地址和搬移量大小，我们定义了boot table 格式。通过 TI 的hex6x 工具将 boot image 转换为boottable格式，然后将 boot table格式的boot image 存放在SPI FLASH中。
boot table 包含一个32位的头地址、多个段和一个结束标志，如图所示。
- 32位头地址
在boot table的起始处，RBL 在搬移完后，跳转到该头地址。该头地址也是加载到合适存储位置的boot image 的起始地址。
- 段
boot table 的主要部分是一个或多个段。每个段分为三部分：
- 32位的段字节数（要搬移的数据字节数）
- 32位的段地址（要搬移数据的目的起始地址）
- 要搬移的数据
- 结束标志
32位全0（可以理解为32位的段字节数为0）
RBL 在搬移boottable 格式的boot image 过程中，不断地读取和搬移段数据，当遇到段字节数为0（其实就是结束标志），则跳转到 boot table 最开始指定的 32位头地址。核0 开始执行boot image 程序。
示例数据分析：
3、常规流程介绍
通过Nor flash 烧写加载程序的全部流程：(在no-boot模式下)
1）. 编译测试工程，生成.out文件
2）. 将.out文件拷贝到SPI_Bootloader工具链路径下，生成.dat文件
3）. 将evm板调成no-boot 模式
4）. 打开MCSDK自带的nor-writer工程，将工程bin文件夹下的nor_writer_input.txt 打开，修改输入文件名为spirom_le.dat 并将spirom_le.dat拷贝到mcsdk_xxxx\tools\writer\nor\evmc667xl\bin路径下
5）. 链接工程，等PC指针停在main函数入口，打开view--memory browser，输入0x80000000，load memory 选择spirom_le.dat，（自动）勾上Use the header...
再次确认start address 为0x80000000，length为spirom_le.dat的长度（单位是word） 开始往DDR里灌数。
6）. 烧写工程run，注意console输出 显示与length长度大小相同的文件烧入flash，则烧写成功，此时单位是字节。
7）. 最后拨码开关拨到SPI boot模式下，断电重启
二、工具链介绍
这部分本应该详细介绍的，主要包括各个转换软件的功能介绍、批量处理文件.bat介绍以及单核多核boot文件的编写等。但由于这些有些博主写的也很清楚了，详细可参考：TMS320C6678的SPI Nor Flash的程序烧写
三、多核启动过程
C66x DSP 内部有一个固化的ROM，里面存放着boot 代码（ROM bootloader）。每当DSP 启动时，会自动从这里读取代码并执行。这里执行的代码是固化的不可更改的，其作用就是根据DSP的管脚配置方式对核进行初始化（比如PLL 等）和完成不同模式的Boot 处理。所有的core 执行同一份代码。不同的core 在执行的时候通过DNUM（核编号索引）来去做区分。初始化外设的操作由 core0来完成。所以core0初始化其他外设的同时，其他core都会执行相关的代码映射IPC 中断，并配置相应的寄存器，然后进入IDLE 状态，等待core0 的IPC中断发起。简言之，其他核是在core0 的命令下执行第一句代码。
Boot Magic 地址是每个core 各自一块固定的内存。该字存放的是各个core 初始化之后需要跳转到的c程序入口地址 _c_int00()。TMS320C6678的Boot Magic地址是0x1x87FFFC，因为L2 RAM只有512KB。
如果多核DSP 是由同一套工程分别编译，那么每个核内存分配完全相同。core0 在读取自己核的Boot Magic 地址（0x108ffffc）后，加上0x0*000000 后就可以得到其他核的Boot Magic 地址（*为核号）。但是如果各核编译各自独立工程，各变量内存映射关系不再相同，那么就无法从core0 的Boot Magic 地址里的值去推算其他核相应地址。这个时候只能事先记录下各核的 Magic地址，然后写死在核 0 的用户初始化代码上。
在完成所有上述操作后，core0 需要对每个核的IPCGRx 寄存器写中断以唤醒其他核的正常运行状态。IPCGRx 寄存器的31-4 比特位是IPC 中断源索引，最多可支持多达28 个中断源，文中例程可以设置为全0；比特3-1 是保留位，可以任意赋值。因此只要对最低比特赋1 就可以完成IPC 中断的触发。
四、BOOT工具链软件的优化与实现
无论是从钱丰的论文中，还是在“TMS320C6678的SPI Nor Flash的程序烧写”这篇博文中，我们都不难发现此工具链的一些弊端。钱丰论文中有提到：
事实上，工具链中受到大小限制的部分不仅仅是b2i2c.exe文件；还有就是最后加表头小工具的确可改变“暂停，将i2crom.ccs中的第9行51改为00”的手动局面。下面将是我的优化和实现过程。
由于调用的是TI官方软件，其中软件存在文件大小的限制。在大工程生成执行文件过大或多核文件合并后文件过大时，这样的转换软件将无法正常工作。由此根据原理，修改替换相应的软件，解决了当下的限制。
1、修改了b2ccs.exe、b2i2c.exe两个软件内的数组大小设置，手段是直接更改其对应的.c文件内容，然后通过gcc工程生成相应的执行软件。修改部分是将其中的0x20000均改成了0x80000000。位置：C:\ti\mcsdk_2_01_02_06\tools\boot_loader\ibl\src\util
2、替换了romparse.exe软件，该软件的作用就是对上一步生成的btbl文件添加上固定的信息头。但该文件的大小设置限制了其使用范围，由此在分析原理和对比前后文件差别后，决定将其修改掉，利用VS2010平台，将构造的信息头（以.h数组的形式确定），直接添加在btbl文件内容之前，并生成执行软件C6678romparse.exe，如此可达到相同的效果。
#define _BOOTARRAY_h_
char *array[256]=
{"0x00500000","0x00320000","0x40200002","0x00010018","0x00040000","0x00010000","0x03200000","0x01f40051","0x04000000","0x00000000","0x00000000","0x00000000","0x00000000",
.
.
."0x00000000"
}; string str("");//读取一行数据//事例 1651 0 80000000 0 7c0//Magic Number、Format、Starting Address、Page Num、Lengthint MagicNum = 0;int Format = 0;int StartAddr = 0;int PageNum = 0;string Length16,Length;//由于长度是16进制表示，里面可能存在字母，用字符串接出int ArrLength = 0,NewLength = 0;getline(fin,str);//获取第一行istringstream ou(str);ou >> MagicNum >> Format >> StartAddr >> PageNum >> Length16;Change16to10n(Length16,ArrLength);//16进制数转10进制数NewLength = ArrLength + HeaderLen;Length = DecIntToHexStr(NewLength);fout <<MagicNum <<" "<< Format <<" "<< StartAddr <<" "<< PageNum <<" "<< Length << endl;//头//char string[25];for(i = 0;i < HeaderLen;i++){//itoa(array[i],string,10);fout << array[i] <<endl;}for(j = 0;j < ArrLength;j++){getline(fin,str);fout << str <<endl;}fin.close();fout.close();3、优化了该转换流程。由于最后真正使用的boot文件，需要修改相应的表头，以及调整文件格式。那么在转换流程中添加了c6678_SpiBoot.exe来修改表头、C6678swapDat_Bin.exe可将dat文件转为bin文件、zhuanhuan.exe可将bin文件转成mcs文件，最终用于FPGA烧录，减少了再次开启烧录工程，运行工程往flash中写入的步骤。
/**************************************************
*对需要修改的行进行修改
*主要是第6行改片选；第9行改boot table，第10行改跳转长度
*最后返回字符串
****************************************************/
string ChangeProcess(string str,int j,int cs)
{const char *p = NULL;char a[11] = {0};a[10] = '\0';//加一个结束符，用于转换成字符串string cstr;p = str.c_str();//拆分字符串为单个字符for(int i = 0;i < 10;i++){a[i] = *(p+i);//cout<< a[i] <<endl;}//修改相应位置if(j==3)//根据要求,修改主频{a[4] = '0';a[5] = 'a';a[9] = '1';}if(j==5)//根据要求,修改成片选0{if(cs == 0){a[9] = '0';//片选0}else{a[9] = '1';//片选1}}if(j==7)//根据要求,修改主频{a[4] = 'e';a[5] = '8';}if(j == 8)//500K bus raterateraterate ；后四位原来是0x0051,因为boot paramter table不全所以改为了0000{//a[6] = '0';//a[7] = '0';a[8] = '0';a[9] = '0';}if(j == 9)//跳转长度从1K 0x400字节改成0x50字节{a[2] = '0';a[3] = '0';a[4] = '5';a[5] = '0';}cstr = a;//cout<< cstr <<endl;return cstr;}优化后的批处理文件内容将为：（单核如下，双核只是加上mergebtbl即可，多核依旧如此添加simple执行文件即可）
hex6x simple.rmd
hex6x simple1.rmd
mergebtbl simple.btbl simple1.btbl simple.btbl
b2i2c simple.btbl simple.btbl.i2c
b2ccs simple.btbl.i2c simple.i2c.ccs
C6678romparse simple.i2c.ccs i2crom.ccs
c6678_SpiBoot i2crom.ccs i2cromn.ccs 0 //第三个参数为片选0/1的flag
byteswapccs i2cromn.ccs spirom_le.dat
C6678swapDat_Bin spirom_le.dat temp.txt out.bin //文件格式改变，并且内容以二进制写出同时转成小端模式 temp.txt为中间过渡文件
zhuanhuan out.bin out.mcs
pause
烧录步骤：
1、转换软件的文件夹放在本机中，其绝对路径中尽量不用中文字符；
2、CCS软件编译工程，生成相关的.out执行文件，并将其拷贝至转换软件文件夹中；
3、更改.out文件名为simple.out；
4、运行文件夹内的批处理文件（双击spibootyh.bat/yhspiboot_multi_2cores.bat），会出现doc对话框（黑框）；
5、观察黑框中调用各软件的运行情况，如若有停顿，按Entrer键继续，直至黑框退出；
6、此时在文件夹下会生成一系列新的文件，譬如.dat、.bin、.mcs文件等；
7、选用.mcs文件来用于spi boot的烧入。
最后，我也会将相关的资源上传的，有需要的可以自己下载。
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