|
引言 無線通信產業不斷推進創新，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據流量．多內核DSP強大的處理能力，兼具FPGA的擴展特性和陣列優點以及DSP的相似性和效率。提供了一種高效、易于開發的解決方案，倍受設備商的青睞．而無線協議標準從2G的GSM到3G的WCDMA，冉到4G的LTE，其協議標準的不斷更新，以及運營商、設備商對低硬件成本的要求，需要實現一種平滑的協議標準軟升級方案，即不改變硬件平臺就可實現協議標準的升級．TI公司推出的3內核DSP芯片TCl6488以其強大的數據處理能力，同時支持多種代碼加載方式，在滿足數據處理要求的同時，支持網絡式代碼加載，正迎合了這種軟升級需求。 1 協議介紹 TI公司推出的DSP芯片TCl648718 (Faraday)具有3個內核，每個內核工作頻率均為1GHz．其支持的boot load模式有12C EEPROM、EMAC(以太網口)、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．以太網口EMAC支持IPV4，因此可以實現遠程、快速的加載代碼．SRIO支持內存代碼的直接讀寫，外部主機可以將DSP內存視為本地內存進行直接的讀寫．SRIO boot load模式時，外部主機直接寫DSP本地內存．其3．125G biffs的線上速率，可以達到2．5G bit/s的傳輸帶寬，效率高達80％，加載代碼速度極快．采用EMAC和SRIO相結合的方式可以實現一點到多點的快速代碼加載。 1．1 EMAC boot load傳輸協議 以太網口EMAC支持的拓撲結構有星型、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。 (1)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。 (2)IPV4 支持的IP協議類型為IPV4，可選長度為20 bytes或84bytes．本文中采用20 bytes。 
1．2 SRIO協議 TCl6488支持的SRIO協議1．2版本link rate速率為1x， 2x，4x。即1．25G，2．5G，3．125G bit/s．支持的拓撲結構有星型、環型等。 SRIO協議規定有兩種傳輸方式：Direct IO與Message方式．當DSP處于SRIO boot load模式時，利用外部引腳進行配置其NODE ID，根據配置的不同，采用Direct IO方式對不同NODE ID的DSP內存直接進行讀寫，將代碼直接寫入到DSP內存．類似于外部主設備將DSP內存視為自身內存進行寫操作，以此完成boot load．當代碼加載完畢時發送Doorbell中斷到不同NODE ID的DSP主核(即核0)．DSP立即從boot模式跳轉到正常模式。執行加載的代碼。 2 現有方案分析 代碼加載主要依靠DSP芯片的各個接口實現．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到20～30Mbps．操作較復雜，且不易組網．在多核DSP系列里已經去掉HPI接口． EMAC接口支持10M/100M/1000Mbps三種速率，支持總線形、星形拓撲組網結構． SRIO接口支持1．25G12．5G/3．125G bps三種速率，支持星形、環形、U形菊花鏈等拓撲結構． 利用EMAC與SRIO結合的方式可以實現基于IP、可遠程控制的局部傳輸網絡，組網靈活可控． 3 原理框圖 利用DSP EMAC接口支持IPV4的網絡特性，以及SRIO接口使DSP間可以形成的U形菊花鏈或星形拓撲結構，可以靈活組網。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，由主控板分配IP。遠程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。
圖1系統原理框圖 4 加載流程 流程圖如圖2所示。CPU加載DSPl的詳細過程說明如下：基帶板上電后主控板為背板上各槽位上的基帶板的CPU分配IP地址．CPU通過EPLD加載自身程序，與主控板通過SGMII接口獲取自身IP地址。遠程PC機telnet登錄到CPU，下發命令加載CPU底層驅動程序；CPU底層驅動加載成功后，遠程Pc下發加載DSP程序命令．以加載DSP1為例，詳細說明加載DSP1的過程．CPU加載DSP1時首先給該DSP1復位獲取DSP1的MAC地址，成功獲取到DSP1的MAC地址后，利用ftp協議從遠程PC上獲取DSP1的代碼，將DSP1的代碼存到CPU的內存．此時DSP1一直處于boot load的EMAC加載模式．CPU將DSP1的代碼根據EMAC加載協議往DSP1發送代碼．當發送完畢代碼后，向DSP1發送一包長度為0的加載代碼，作為結束包．DSP1根據EMAC加載協議，當收到該包后則從加載模式跳轉為正常模式，PC指針從OxOOS00000開始運行．因此對于DSP而言，Ox00800000地址開始的一段空間，必須存放中斷向量表． 否則程序將不會正確運行．此時DSP的3個內核同時從Ox00800000開始運行。 加載DSP2至加載DSPn時，首先由CPU根據ftp協議從PC端獲取DSPk(k=2⋯3．n)的代碼．根據EMAC發送協議，將DSPk代碼發送到DSP1．DSP1收到DSPk的代碼后，根據SRIO加載協議加載DSPk的代碼．DSPk代碼加載完畢后，DSP1向DSPk發送一個SRIO中斷。標志加載結束．DSPk響應該SRIO中斷。從SRIO加載模式跳轉到正常模式，開始從Ox00800000地址開始運行．整個加載過程結束。
圖2代碼加載流程 5 結束語 通過方案的比較，選擇了易于組網，且可控、方便，利于軟升級的方案．很方便的設計了TI TCI6488 3內核DSP的bootload程序．完成了DSP系統自舉加載．按照該設計思路編制的boot load程序已在WCDMA基站的基帶處理板中得到應用，DSP系統能很好的復位及快速、方便的自舉加載，更換版本容易，系統運行穩定可靠。 本文作者創新點：作者利用DSP的以太網接口及SRIO串行快速輸入輸出接口組網進行DSP的自舉加載。并設計了加載軟件。流程清晰。該方法快速，方便，易于擴展及升級．可作為其他DSP及嵌入式應用的自舉加載參考。 作者：劉玉剛，雷勇 來源：《微計算機信息》(嵌入式與SOC)2009年第8-2期 |
