TI公司C6000系列DSP具有強大的處理能力，在嵌入式系統中有著廣泛的應用。由于程序在DSP內部存儲器的運行速度遠大于片外存儲器的運行速度，通常需要將程序從外部加載到DSP內部運行。由于C6000系列DSP均沒有片上非易失性存儲器，而最常用的方式為采用非易失Flash存儲器進行程序的存儲和加載。然而，該系列DSP的推出是一個漸進的過程，其芯片內部結構隨著上市時間的先后有著較大的不同，而TI公司沒有給出統一的加載方式。針對該問題，本文全面研究了不同DSP芯片的加載方法與差異，并根據這些特點提出了通用的二次加載方法。
1 TI公司提供的二次加載方法
TI公司的DSP芯片二次加載的原理是一致的，加載步驟如下：
①通過一次加載將二次加載程序載入DSP片內或片外存儲器；
②運行二次加載程序加載剩余的程序與數據來完成后續加載；
③跳轉到主程序入口，完成加載。
但是由于芯片內部結構不同，TI公司提供了不同的加載方法。根據程序與數據空間存儲映射的不同，主要分為兩類：分離存儲映射的加載方式和混合存儲映射的加載方式。
1．1 分離存儲映射的加載方式
在TI公司最初推出的C6000 DSP中，程序與數據空間采用分離的存儲映射方式，代表芯片為C6201和C6701。在這種方式下，程序空間與數據空間是分離的，片內程序空間只能在第一次加載時被寫入；而在二次加載的過程中，只能對片內數據空間或外部存儲空間進行訪問。而且運行第一次加載程序時，就要將存放在Flash中首64 KB的數據全部搬入DSP程序空間中，而數據空間就需要二次加載來完成。二次加載的流程如圖1所示。
從圖1中可知，采用這種加載方式存在如下問題：
①對程序大小有限制，二次加載程序與主程序總和不能大于64 KB，無法完成正確的加載。
②加載方式較不靈活，DSP內部的程序空間在第一加載后就無法更改，二次加載一般只能加載數據。
1．2 混合存儲映射的加載方式
繼推出C6201和C6701后，TI公司又推出了程序與數據空間混合存儲映射的DSP芯片。這種映射方式是當前C6000 DSP的主流，典型的芯片包括C6211、C6711、DM642、C6455等。在這些芯片中，程序空間與數據空間是統一編址的，程序與數據可以混放。在加載時，不論一次加載還是二次加載，均能訪問DSP片內任意的存儲空間。第一次加載程序首先將存放在Flash中首1 KB的數據搬入DSP內部存儲器，然后運行二次加載程序，將后續的程序或數據搬入DSP片上存儲器。加載的流程如圖2所示。
在該模式下，二次加載程序能夠訪問任意的DSP內部地址，突破了被加載程序長度的限制，具有更高的靈活性，因此TI公司后續的C6000芯片中均采用了該加載方式。
2 通用的二次加載方法
由于內部存儲映射方式的不同，C6201、C6701與其他C6000系列DSP芯片的二次加載方式有各自的特點，這在工程應用中帶來了很多不便，因此需要將這些特點統一起來，建立通用的加載方法。下面介紹兩種通用的二次加載方法：非結構化的加載方式和結構化的加載方式，分別對應于不同的應用場合。
2．1 非結構化的加載方式
非結構化的加載方式是指在加載時直接將Flash中的數據搬運到DSP中，而不對這些數據進行解析。該方法非常簡單，適合程序空間不大于DSP內部存儲空間的應用場合。
在生成可燒寫到Flash中的文件時，首先將可執行文件通過調試接口下載到DSP內部(包括二次加載程序)，然后將DSP內部存儲器中的數據完全導出(內部存儲器大小)。如果是C6201或C6701芯片，需要分別導出程序空間與數據空間的數據(分別為64KB)；如果是其他C6000芯片，則不用區分，導出連續的存儲空間即可。然后采用轉換軟件將導出的數據轉換為二進制可燒寫文件，最后將數據文件按照固定的地址燒寫到Flash中。生成流程如圖3所示。
加載時，二次加載程序不解析任何數據包結構，只將固定地址、固定長度的數據段加載到DSP內部空間。具體的加載流程如圖4所示。
該方法通用于兩種不同存儲映射的DSP芯片，使用前提是程序規模不超過片上存儲器的大小(如C6701為64 KB，C6455為2 MB)。非結構化加載方式在生成燒寫文件時，首先直接將DSP內部存儲器的內容完全導出為數據文件，然后對該數據文件進行處理轉換為二進制文件，最后將數據文件按照固定的地址燒寫到Flash中。
需要注意的是，對于C6201或C6701芯片，二次加載時僅加載數據文件，而其他C6000芯片則加載程序與數據混合的文件。非結構化的加載方式浪費了大量的空間，例如當程序與數據并沒有使用DSP所有的內部空間時，仍然使用最大程序空間來生成燒寫文件。
2．2 結構化的加載方式
結構化加載方式是指在生成燒寫文件的過程中對程序中的各種數據進行分類并添加結構，形成多個數據段，然后通過分析這些結構化的數據段進行加載。具體方法為：在生成燒寫文件時采用TI公司提供的燒寫文件生成工具hex6x．exe，將程序編譯后生成的．out文件轉換為相
應的結構化可燒寫文件。生成過程如圖5所示。在生成的結構化文件中主要包含了主程序入口、每個程序段的目標地址、長度以及結束標志等內容。加載流程如下：
①上電時，DSP通過EMIF接口將二次加載程序讀入芯片內部；
②運行二次加載程序，對DSP的EMIF接口進行配置；
③解析Flash中結構化的程序數據，將主程序入口地址進行暫存；
④對數據段i(i=1，2，…，n)進行解析，首先獲取數據段在DSP中的目的地址和數據段長度，然后從Flash中讀取數據段內容，最后將數據段內容載入DSP中對應地址。
⑤循環執行步驟④，直到遇到結束標志為止。
⑥讀取暫存的主程序入口地址，二次加載程序跳轉到該地址，完成加載。
結構化方式的加載過程如圖6所示。
該方法對兩種不同存儲映射的DSP芯片通用，能夠將程序段或數據段放置于DSP存儲資源的任何位置，不區分片內或片外存儲，同時沒有程序段大小的限制；而且，在采用結構化的加載方式后，燒寫文件的大小能夠預先確定，從而有效利用Flash的存儲空間。因此，采用結構化的加載方法具有良好的靈活性和擴展性，是二次加載的首選方法。
需要注意的是，該方法不能用于C6201和C6701的片內程序加載(因為這些芯片上的程序空間在一次加載后無法更改)，但是適用于放置于外部SRAM或SDRAM中的程序加載。
結語
本文首先對C6000系列DSP芯片的二次加載方式進行了分析，指出了各種DSP芯片在二次加載時的特點與異同；然后從通用的角度出發，提出了非結構化的加載方式和結構化的加載方式，并介紹了這兩種加載方法的特點與適用范圍。本文提出的方法能夠解決一大類C6000系列DSP芯片的二次加載問題，具有較高的工程價值。