淺談多核DSP Boot load代碼加載方法

引言
　　無線通信產(chǎn)業(yè)不斷推進創(chuàng)新，像WCDMA、WiMAX、MIMO和4G都需要增強的性能．性能增強，提供更大通信帶寬的同時意味著越來越大的數(shù)據(jù)流量．多內(nèi)核DSP強大的處理能力，兼具FPGA的擴展特性和陣列優(yōu)點以及DSP的相似性和效率。提供了一種高效、易于開發(fā)的解決方案，倍受設(shè)備商的青睞．而無線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)從2G的GSM到3G的WCDMA，冉到4G的LTE，其協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新，以及運營商、設(shè)備商對低硬件成本的要求，需要實現(xiàn)一種平滑的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)軟升級方案，即不改變硬件平臺就可實現(xiàn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的升級．TI公司推出的3內(nèi)核DSP芯片TCl6488以其強大的數(shù)據(jù)處理能力，同時支持多種代碼加載方式，在滿足數(shù)據(jù)處理要求的同時，支持網(wǎng)絡(luò)式代碼加載，正迎合了這種軟升級需求。
　　1 協(xié)議介紹
　　TI公司推出的DSP芯片TCl648718 （Faraday）具有3個內(nèi)核，每個內(nèi)核工作頻率均為1GHz．其支持的boot load模式有12C EEPROM、EMAC（以太網(wǎng)口）、SRIO（Serial Rapid IO．即串行快速10）i種模式［3］．其中EMAC支持IOM/IOOM/I 000M bit/s傳輸速率，SRIO支持1．25G/2．5G/3．125G bit/s傳輸速率．以太網(wǎng)口EMAC支持IPV4，因此可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程、快速的加載代碼．SRIO支持內(nèi)存代碼的直接讀寫，外部主機可以將DSP內(nèi)存視為本地內(nèi)存進行直接的讀寫．SRIO boot load模式時，外部主機直接寫DSP本地內(nèi)存．其3．125G biffs的線上速率，可以達(dá)到2．5G bit/s的傳輸帶寬，效率高達(dá)80％，加載代碼速度極快．采用EMAC和SRIO相結(jié)合的方式可以實現(xiàn)一點到多點的快速代碼加載。
　　1．1 EMAC boot load傳輸協(xié)議
　　以太網(wǎng)口EMAC支持的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、總線型、樹型、混合型．其boot load幀格式分為以下幾個部分分別討論：DIX Ethernet、IPV4、Boot Table Frame Header、Boot Table Frame Payload。如表1所示。
　?。?）DIX Ethenet：14 bytes
　　該部分占用14 bytes，分別為6 byte8的DMAC。目的MAC地址、6 bytes的SMAC．源MAC地址和2 bytes的類型參數(shù)Type．該部分固定為Ox0080．目的MAC地址（DMAC）為DSP芯片自身的MAC地址．源MAC地址（SMAC）為主機MAC地址。
　?。?）IPV4
　　支持的IP協(xié)議類型為IPV4，可選長度為20 bytes或84bytes．本文中采用20 bytes。
　　
　　1．2 SRIO協(xié)議
　　TCl6488支持的SRIO協(xié)議1．2版本link rate速率為1x， 2x，4x。即1．25G，2．5G，3．125G bit/s．支持的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、環(huán)型等。
　　SRIO協(xié)議規(guī)定有兩種傳輸方式：Direct IO與Message方式．當(dāng)DSP處于SRIO boot load模式時，利用外部引腳進行配置其NODE ID，根據(jù)配置的不同，采用Direct IO方式對不同NODE ID的DSP內(nèi)存直接進行讀寫，將代碼直接寫入到DSP內(nèi)存．類似于外部主設(shè)備將DSP內(nèi)存視為自身內(nèi)存進行寫操作，以此完成boot load．當(dāng)代碼加載完畢時發(fā)送Doorbell中斷到不同NODE ID的DSP主核（即核0）．DSP立即從boot模式跳轉(zhuǎn)到正常模式。執(zhí)行加載的代碼。
　　2 現(xiàn)有方案分析
　　代碼加載主要依靠DSP芯片的各個接口實現(xiàn)．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傳輸速率為lOkbps到400kbps，外接EEPROM，常用于固化代碼的boot load，不利于升級．
　　HPI接口有效帶寬往往最多只能達(dá)到20～30Mbps．操作較復(fù)雜，且不易組網(wǎng)．在多核DSP系列里已經(jīng)去掉HPI接口．
　　EMAC接口支持10M/100M/1000Mbps三種速率，支持總線形、星形拓?fù)浣M網(wǎng)結(jié)構(gòu)．
　　SRIO接口支持1．25G12．5G/3．125G bps三種速率，支持星形、環(huán)形、U形菊花鏈等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)．
　　利用EMAC與SRIO結(jié)合的方式可以實現(xiàn)基于IP、可遠(yuǎn)程控制的局部傳輸網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)靈活可控．
　　3 原理框圖
　　利用DSP EMAC接口支持IPV4的網(wǎng)絡(luò)特性，以及SRIO接口使DSP間可以形成的U形菊花鏈或星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以靈活組網(wǎng)。原理框圖如圖I所示。其中基帶處理板與主控板之間由背板連接，主控板通過網(wǎng)線與交換機或路由器連接。主控板與基帶板之間組建局域網(wǎng)，由主控板分配IP。遠(yuǎn)程PC可以通過主控板IP訪問到任何一塊基帶板的CPU。對CPU進行操作，可以對任意一塊基帶板上的DSP進行代碼加載。