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一种基于OMAPL138的双核通信设计

作者:时间:2016-10-10来源:网络收藏

摘要:以合众达公司的SEED—DIM138开发板作为硬件开发平台,利用驱动设计了一种可用于DSP和ARM之间通信的握手机制。ARM端运行Linux操作系统,进行人机交互;DSP端运行操作系统,进行数据存储和买时运算。两者使用进行多核通信,通过调用的API完成ARM和DSP之间的通信。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201610/306137.htm

关键词:;SYSLINK;;

引言

本设计主要介绍一种基于的握手机制。在ARM端运行Linux系统,主要处理人机交互任务;而在DSP端运行,进行实时处理。

1 双核处理器

OMAPL138是一款集成了ARM926EJ—S和TMS320C6748 DSP的双核处理器。ARM926EJ—S内核采用流水线结构,因此,处理器和存储器系统的所有部件都可以连续的工作,DSP核采用了一个2级基于高速缓存的架构。此外,OMAPL138还包括了一系列的外设,ARM和DSP可以独自操作这些外设。OMAPL138平台的基础是中断和内存共享。

OMAPL138双核处理器的内部系统框图如图1所示。

a.jpg

以OMAPL138为硬件平台设计双核通信,具有以下几个优势:

①开放性好。OMAPL138平台是一种开放式体系结构,具有标准化的接口,可使用第三方开发的新功能与新程序;并且,其标准接口允许软件很容易地在不同平台间移植,设计代码可重复使用。

②可编程性好。OMAPL138的两个微处理器核均可编程,只需改写程序就能完全改变OMAPL138平台的功能。

③功耗低。OMAPL138将ARM核和DSP核集成在一个芯片中,大大降低了额外功耗,且各部分的时钟管理相互独立,可有效控制功耗。

④系统启动后两核单独运行。

2 Linux开发环境建立

2.1 主机开发环境的建立

双核通信需要3个系统,即Windows系统、PC Linux系统和ARM Linux系统。

本设计PC机采用Windows7+VMware虚拟机+Linux的开发环境,其中VMware采用的是8.0版本,Linux采用的是ubuntu-10.04.4桌面版。

2.2 交叉编译环境的建立

在开发之前,还需要建立一个交叉开发环境,这是一套由编译器、链接器和libc库等组成的开发环境。其开发模型如图2所示。

b.jpg

图2中,TARGET是目标板,HOST是开发主机。在开发主机上,可以安装开发工具,编辑、编译目标板的Linux引导程序、内核和文件系统,然后在目标板上运行。这种在主机环境下开发,在目标板上运行的开发模式叫做交叉开发。

构建交叉开发环境,首先要安装交叉编译工具链,然后需要在环境变量PATH中添加路径,该路径必须是工具链的安装路径。

3 双核通信设计

系统需要预留内存用于双核通信,这是非常关键的一点。由于SEED—DIM138的DDR只有64 MB,因此在本设计中Linux内核只管理从0x C000 0000开始的32 MB的内存,剩下的从0x C200 0000~0x C3FF FFFF的32 MB的内存留给SYSLINK用于双核通信。

3.1 开发工具

本设计用到的DSP端开发工具包括:集成开发环境(CCS),多线程、多任务操作系统(SYSBIOS),第三方算法库标准(eXpress DSP Component,XDC)。ARM端开发工具包括:Li nux、交叉编译工具。除此之外,还要用到的软件开发工具是SYSLINK和IPC。

为了缩短开发时间,还安装了多核软件开发组件——MCSDK,有助于在统一平台上使用SYSBIOS或Linux。

3.2 开发板启动

Windows工作台通过串口和JTAG、网口与SEED—DIM138开发平台连接。配置PC机端的超级终端,设置串口参数:波特率为115 200,数据位为8,奇偶校验无,停止位为1,数据流控制无。打开Windows PC机串口控制台,连接串口。开发板拨码开关拨到100 011,上电后,将编译好的内核和文件系统下载到开发板,并设置内核启动参数如下:

U—Boot—DIM138>setenv bootargs,console=ttysl,115200n8root=/dev/mtdblock4 rw rootfs=jffs2 mem=32@0xc0000000

然后保存,复位开发板从NAND FLASH启动,并加载iffs2文件系统。

开发板启动完成后,使用tftp服务将在ubuntu下编译好的SYSLINK驱动下载到开发板上,使用如下命令手动加载驱动:

insmod SYSLINK.ko TRACE=1 TRACEFAILURE=1 TRACECLASS=3

本设计中用一个简单的LED例程设计双核通信。在例程中对外部内存的分配如表1所列,这部分内容在cfg和bld文件中进行配置。

c.jpg

3.3 软件设计

软件设计基本代码流程如图3所示。软件设计中,DSP核的处理器ID为0,ARM核的处理器ID为1,DSP端调用IPC模块的MultiProc.h中的MultiProc_getId()函数获取HOST端的ID,HOST端使用同样的函数获取DSP端的ID,以此作为通信的基础。通信交互流程可以看做是一种“乒乓”操作,最后还要释放资源。本设计要完成的操作是,在程序中通过对LED对应的GPIO相关寄存器配置使2个LED连续闪烁2次,再分别依次点亮2个LED,最后依次熄灭2个LED。设计中要用到的API如表2所列。

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在OMAPL138的ARM Linux操作系统中,SYSLINK提供了一个“slaveloader”组件来加载、启动、停止DSP处理器,设计了对DSP核的管理,同时也是使用“slaveloade”组件来运行SYSLINK示例程序。

将编译好的应用程序下载到开发板,运行后编写run.sh脚本,即实现了双核通信的过程。脚本的内容为:set—x

./slaveloader startup DSP server_dsp.xe674

./app_host DSP

./slaveloader shutdown DSP

基本流程是:ARM端启动DSP并加载.xe674格式的SYS/BIOS文件→启动ARM端应用程序→关闭DSP核。

结语

本设计完成了一个简单的双核通信过程,为复杂的双核通信,如A/D数据采集和FFT运算奠定了开发基础,在工程上具有一定的应用价值。



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