多核DSP Bootloader代码加载方案分析

无线通信产业不断推进创新，像WCDMA、WiMAX、MIMO和4G都需要增强的性能．性能增强，提供更大通信带宽的同时意味着越来越大的数据流量．多内核DSP强大的处理能力，兼具FPGA的扩展特性和阵列优点以及DSP的相似性和效率。提供了一种高效、易于开发的解决方案，倍受设备商的青睐．而无线协议标准从2G的GSM到3G的WCDMA，冉到4G的LTE，其协议标准的不断更新，以及运营商、设备商对低硬件成本的要求，需要实现一种平滑的协议标准软升级方案，即不改变硬件平台就可实现协议标准的升级．TI公司推出的3内核DSP芯片TCl6488以其强大的数据处理能力，同时支持多种代码加载方式，在满足数据处理要求的同时，支持网络式代码加载，正迎合了这种软升级需求。
　　1 协议介绍
　　TI公司推出的DSP芯片TCl648718 （Faraday）具有3个内核，每个内核工作频率均为1GHz．其支持的boot load模式有12C EEPROM、EMAC（以太网口）、SRIO（Serial Rapid IO．即串行快速10）i种模式［3］．其中EMAC支持IOM/IOOM/I 000M bit/s传输速率，SRIO支持1．25G/2．5G/3．125G bit/s传输速率．以太网口EMAC支持IPV4，因此可以实现远程、快速的加载代码．SRIO支持内存代码的直接读写，外部主机可以将DSP内存视为本地内存进行直接的读写．SRIO boot load模式时，外部主机直接写DSP本地内存．其3．125G biffs的线上速率，可以达到2．5G bit/s的传输带宽，效率高达80％，加载代码速度极快．采用EMAC和SRIO相结合的方式可以实现一点到多点的快速代码加载。
　　1．1 EMAC boot load传输协议
　　以太网口EMAC支持的拓扑结构有星型、总线型、树型、混合型．其boot load帧格式分为以下几个部分分别讨论：DIX Ethernet、IPV4、Boot Table Frame. Header、Boot Table Frame. Payload。如表1所示。
　　
　　（1）DIX Ethenet：14 bytes
　　该部分占用14 bytes，分别为6 byte8的DMAC。目的MAC地址、6 bytes的SMAC．源MAC地址和2 bytes的类型参数Type．该部分固定为Ox0080．目的MAC地址（DMAC）为DSP芯片自身的MAC地址．源MAC地址（SMAC）为主机MAC地址。
　　（2）IPV4
　　支持的IP协议类型为IPV4，可选长度为20 bytes或84bytes．本文中采用20 bytes。
　　
　　1．2 SRIO协议
　　TCl6488支持的SRIO协议1．2版本link rate速率为1x， 2x，4x。即1．25G，2．5G，3．125G bit/s．支持的拓扑结构有星型、环型等。
　　SRIO协议规定有两种传输方式：Direct IO与Message方式．当DSP处于SRIO boot load模式时，利用外部引脚进行配置其NODE ID，根据配置的不同，采用Direct IO方式对不同NODE ID的DSP内存直接进行读写，将代码直接写入到DSP内存．类似于外部主设备将DSP内存视为自身内存进行写操作，以此完成boot load．当代码加载完毕时发送Doorbell中断到不同NODE ID的DSP主核（即核0）．DSP立即从boot模式跳转到正常模式。执行加载的代码。
　　2 现有方案分析
　　代码加载主要依靠DSP芯片的各个接口实现．TI公司C64x系列主要接口有12C、HPI、EMIF等接口，C64x+系列主要接口有12C、EMAC、SRIO等。
　　I2C传输速率为lOkbps到400kbps，外接EEPROM，常用于固化代码的boot load，不利于升级．
　　HPI接口有效带宽往往最多只能达到20～30Mbps．操作较复杂，且不易组网．在多核DSP系列里已经去掉HPI接口．
　　EMAC接口支持10M/100M/1000Mbps三种速率，支持总线形、星形拓扑组网结构．
　　SRIO接口支持1．25G12．5G/3．125G bps三种速率，支持星形、环形、U形菊花链等拓扑结构．
　　利用EMAC与SRIO结合的方式可以实现基于IP、可远程控制的局部传输网络，组网灵活可控．