[发明专利]DSP按需扩容加载程序方法

说明书

本发明公开的一种DSP按需扩容加载程序方法，旨在提供一种运行速度快，加载时间少，扩容可靠的程序扩容方法。本发明通过下述技术方案予以实现：在DSP开发环境中，将DSP需要的各个函数编译出来，将不同的处理函数使用频率写入DSP的同步动态存储器中，并形成DSP函数部署蓝图；函数被调用时，DSP引导程序根据预先安排的DSP函数部署蓝图进行输函数代码搬移，从SDRAM中拷贝到DSP的内部运行RAM上的运行位置1、运行位置2的指定存储空间中的扩容引导程序；然后在内部RAM高速运行，将程序代码写入DSP不同的处理函数代码运行在DSP的高速数据缓冲区，按需加载DSP扩容程序；加载完毕自动跳转到零地址运行。

技术领域

本发明涉及DSP数字信号处理、测控、通信等领域，特别涉及软件无线电。

背景技术

随着计算机技术的飞速发展，数字信号处理器DSP技术的应用范围越来越广泛，几乎在整个电子、信息产业都有应用。其中应用最广泛的DSP系列产品。在这些DSP系列的系统设计中，引导程序设计是其中的难点之一，系统启动引导的成功与否决定了应用程序的运行环境是否能正确构建，即系统启动成功是正确应用运行的前提。随着软件无线电技术与数字信号处芯片的断发展,人们已经在越来越多的场合应用现场可编程门阵列FPGA与数字信号处理器DSP芯片。由这两种芯片以及必要的外围电路构成的硬件平台能够满足大多数通信应用的需要。虽然单一的数字信号处理芯片能够实现各种功能,但是这两种芯片分别适合完成不同的任务,例如一个扩频通信系统的接收机,可以用FPGA实现扩频信号的捕获与跟踪,而用DSP实现信号的解码及后续处理。因此,用这两种芯片组成软件无线电技术的硬件平台能够很方便地实现各种功能。由于软件无线电的发展,软件无线电平台的处理能力越来越强大、平台上实现的功能越来越多,平台的硬件结构也多种多样,各平台之间无法实现软硬件资源的共享,在实现通用数字中频的工作中,包括DSP程序的扩容需求逐步增大。

随着DSP技术的发展，DSP的功能越来越强，类型也越来越多。由于DSP内部结构的特点,DSP的算法程序一般都存储在外部的非易失性存储器中，在系统上电后，要将算法程序从外部存储器加载到DSP中，再进行相应的数据算法处理。目前基于数字信号处理器(DSP)的多功能系统正变得日益普遍,特别在无线通信方面更是如此。新一代超高性能DSP使基站可以承载更多的语音、数据以及视频信息通道。为了适应不断变化的环境，DSP系统变得越来越复杂,功能也逐渐多样化,在同一DSP系统中实现多种功能,并能够进行不断的升级和扩充。这与有限的DSP运行内存形成了一定的矛盾，为了实现这种特性,DSP系统必须在维持开机的情况下实现代码的动态加载，以便高效地再配置系统，但是普通的动态加载由于需要代码传输和DSP复位二需要毫秒级以上的配置时间，这对于一些强实时性的应用环境来说是不能够满足的。目前，大多数数字信号处理器不带内部可擦写存储器，程序一般在系统上电时，从外部只读存储器ROM读入DSP程序空间随机存取记忆体RAM中，然后从指定的地址开始运行程序空间RAM中的指令，该过程称为DSP程序的引导加载过程。在实时DSP应用系统中，通常将应用程序存储在外部非易失性存储器(如FLASH、EEPROM、PROM等)中。系统上电后，DSP将外部程序存储器的程序代码加载到可高速存取的RAM中，加载完成后自动跳转到零地址开始运行。因此DSP程序烧写及自动加载是实时DSP系统设计的重要部分。芯片的烧写与自加载是一个DSP系统能够顺利运行的基本条件。一般程序要烧写到外扩的Flash芯片中，再由Flash芯片引导自启动。Bootloader程序运行在DSP中，用来将Flash芯片的数据复制搬移到DSP的1K字节大小的RAM内。然而DSP内部FLASH不满足空间应用抗辐照指标,无法直接从外部FLASH引导。传统TMS320C6727的Flash芯片自启动往往需要利用JTAG仿真器将程序烧写到Flash芯片中去，如果更改程序必须拆开机箱连上仿真器才能重新烧写，这样在外场试验时很不方便。而传统的烧写/加载方案在调试、更新程序时需要反复外接仿真器，配置跳线，并且只能加载运行指定地址空间上的工程。这些对处于安装调试阶段的系统影响不大，但在诸如航天设备、大型机械或其他恶劣环境中工作，难以直接进行仿真器连接的DSP系统中，无法采用普通的烧写/加载方案对其进行更新和调试。目前的数据处理硬件平台大多采用FPGA+DSP的架构。传统的加载方式是给FPGA和DSP各配备一片PROM,上电后各自完成程序的加载。这样就增大了硬件的尺寸,并且加大了电源的开销,当然还有经济方面的耗费。DSP编译链接时CMD文件中，程序的首地址要和通过HPI方式加载的代码的首地址一致。DSP的代码加载到0x18000-0x1ffff地址内时，hex文件中的地址信息已经超过了64K的范围，所以要选择合适的hex转bin工具，因为一般的转换工具转换的地址范围最大是64K。