嵌入式多核DSP應(yīng)用開發(fā)與實(shí)踐

第1章 多核DSP技術(shù)……………………………………………………………… 1
1.1 DSP概述…………………………………………………………………… 1
1.2 TI公司DSP器件的發(fā)展………………………………………………… 1
1.2.1 C2000系列DSP …………………………………………………… 2
1.2.2 C5000系列DSP …………………………………………………… 3
1.2.3 C6000單核系列DSP ……………………………………………… 3
1.2.4 達(dá)芬奇系列DSP …………………………………………………… 3
1.2.5 多核系列DSP ……………………………………………………… 4
1.3 高性能多核TIDSP性能………………………………………………… 6
1.4 KeyStoneⅠ多核DSP處理器…………………………………………… 8
1.4.1 KeyStoneⅠ概述…………………………………………………… 8
1.4.2 應(yīng)用領(lǐng)域…………………………………………………………… 11
1.5 KeyStoneⅡ多核DSP處理器…………………………………………… 13
1.5.1 KeyStoneⅡ概述………………………………………………… 13
1.5.2 KeyStoneⅡ多核架構(gòu)…………………………………………… 14
1.5.3 專用服務(wù)器應(yīng)用…………………………………………………… 15
1.5.4 企業(yè)和工業(yè)應(yīng)用…………………………………………………… 16
1.5.5 綠色能效網(wǎng)絡(luò)處理………………………………………………… 16
1.5.6 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)…………………………………………………………… 17
第2章 TMS320C66x的多核處理器架構(gòu)………………………………………… 18
2.1 C66x內(nèi)核………………………………………………………………… 18
2.1.1 概 述……………………………………………………………… 18
2.1.2 C66xDSP架構(gòu)指令增強(qiáng)………………………………………… 20
2.1.3 C66x內(nèi)核中CPU 數(shù)據(jù)通路和控制……………………………… 22
2.2 TMS320C66xDSP內(nèi)核………………………………………………… 24
2.2.1 C66x內(nèi)核介紹…………………………………………………… 24
2.2.2 C66x內(nèi)核內(nèi)部模塊概述………………………………………… 25
2.2.3 IDMA ……………………………………………………………… 31
2.2.4 中斷控制器………………………………………………………… 33
2.3 多核導(dǎo)航器………………………………………………………………… 39
2.3.1 概 述……………………………………………………………… 39
2.3.2 多核導(dǎo)航器的功能………………………………………………… 43
2.3.3 多核導(dǎo)航器的基本概念…………………………………………… 44
2.4 高速通信接口……………………………………………………………… 49
2.4.1 HyperLink接口…………………………………………………… 51
2.4.2 RapidIO接口……………………………………………………… 57
2.4.3 PCIe接口………………………………………………………… 62
2.5 多核共享資源……………………………………………………………… 70
2.5.1 存儲(chǔ)器資源分配…………………………………………………… 70
2.5.2 EDMA 資源……………………………………………………… 71
2.5.3 硬件信號(hào)量………………………………………………………… 72
2.5.4 IPC中斷…………………………………………………………… 76
第3章 C66x片內(nèi)外設(shè)、接口與應(yīng)用……………………………………………… 77
3.1 EDMA3 …………………………………………………………………… 77
3.1.1 EDMA3概述……………………………………………………… 77
3.1.2 EMDA3傳輸類型………………………………………………… 81
3.1.3 EDMA 功能實(shí)例………………………………………………… 83
3.2 Ethernet/MDIO ………………………………………………………… 86
3.3 AIF2天線接口…………………………………………………………… 87
3.3.1 概 述……………………………………………………………… 87
3.3.2 OBSAI協(xié)議概述………………………………………………… 88
3.3.3 AIF2硬件框圖…………………………………………………… 90
第4章 CCS5集成開發(fā)環(huán)境……………………………………………………… 92
4.1 CCS5的安裝和配置……………………………………………………… 93
4.1.1 CCSV5.5的下載………………………………………………… 93
4.1.2 CCSV5.5的安裝………………………………………………… 94
4.1.3 CCSV5.5的使用………………………………………………… 97
4.2 CCSV5操作小技巧…………………………………………………… 107
4.2.1 更改顯示………………………………………………………… 107
4.2.2 多線程編譯……………………………………………………… 107
4.2.3 多核斷點(diǎn)調(diào)試…………………………………………………… 108
4.2.4 L1P、L1D、L2cache分析工具………………………………… 110
4.3 GEL的使用……………………………………………………………… 110
4.3.1 GEL功能簡介…………………………………………………… 110
4.3.2 實(shí)現(xiàn)GEL腳本的基本要素…………………………………… 110
4.3.3 GEL腳本應(yīng)用技巧……………………………………………… 116
第5章 多核軟件開發(fā)包…………………………………………………………… 125
5.1 多核軟件開發(fā)包概述…………………………………………………… 125
5.2 Linux/MCSDK ………………………………………………………… 127
5.3 BIOS-MCSDK …………………………………………………………… 129
5.3.1 BIOS-MCSDK簡介……………………………………………… 129
5.3.2 BIOS-MCSDK2.x開發(fā)………………………………………… 133
5.3.3 MCSDK2.x使用指南…………………………………………… 135
5.3.4 運(yùn)行演示應(yīng)用程序……………………………………………… 142
5.4 CSL與底層驅(qū)動(dòng)………………………………………………………… 145
5.4.1 CSL介紹………………………………………………………… 145
5.4.2 LLDs介紹……………………………………………………… 145
5.4.3 EDMA3驅(qū)動(dòng)介紹……………………………………………… 147
5.5 算法處理庫……………………………………………………………… 147
5.5.1 數(shù)字信號(hào)處理庫(DSPLIB)……………………………………… 147
5.5.2 圖像處理庫(IMGLIB) ………………………………………… 148
5.5.3 數(shù)學(xué)函數(shù)庫(MATHLIB) ……………………………………… 149
5.6 網(wǎng)絡(luò)開發(fā)工具NDK …………………………………………………… 150
5.6.1 NDK概述………………………………………………………… 151
5.6.2 NDK組織結(jié)構(gòu)…………………………………………………… 152
5.6.3 NDK實(shí)現(xiàn)過程…………………………………………………… 153
5.6.4 CCS創(chuàng)建NDK工程…………………………………………… 155
5.6.5 配置NDK ……………………………………………………… 157
5.6.6 NDK開發(fā)中應(yīng)注意的問題……………………………………… 157
5.7 HUA 實(shí)例……………………………………………………………… 158
5.7.1 概 述…………………………………………………………… 158
5.7.2 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………… 161
5.8 ImageProcessing實(shí)例講解…………………………………………… 162
5.8.1 概 述…………………………………………………………… 162
5.8.2 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………… 162
5.8.3 軟件實(shí)例介紹…………………………………………………… 165
第6章 SYS/BIOS ………………………………………………………………… 168
6.1 SYS/BIOS基礎(chǔ)………………………………………………………… 168
6.1.1 SYS/BIOS概述………………………………………………… 168
6.1.2 SYS/BIOS與DSP/BIOS的區(qū)別……………………………… 169
6.1.3 XDCtools概述…………………………………………………… 170
6.1.4 SYS/BIOS開發(fā)流程…………………………………………… 173
6.2 IPC核間通信…………………………………………………………… 174
6.2.1 IPC功能架構(gòu)…………………………………………………… 174
6.2.2 IPC主要模塊介紹……………………………………………… 176
6.2.3 使用IPC需要解決的問題……………………………………… 183
6.3 SYS/BIOS組成………………………………………………………… 183
6.4 SYS/BIOS工程創(chuàng)建和配置…………………………………………… 189
6.4.1 用TI資源管理器創(chuàng)建SYS/BIOS工程……………………… 189
6.4.2 用CCS工程向?qū)?chuàng)建SYS/BIOS工程………………………… 191
6.5 SYS/BIOS啟動(dòng)過程…………………………………………………… 196
第7章 硬件設(shè)計(jì)指南……………………………………………………………… 198
7.1 電源設(shè)計(jì)、節(jié)電模式和功耗評(píng)估………………………………………… 198
7.1.1 功耗分析………………………………………………………… 198
7.1.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)……………………………………………… 199
7.1.3 電源濾波設(shè)計(jì)…………………………………………………… 201
7.1.4 電源控制電路…………………………………………………… 201
7.1.5 3.3V 輔助電路………………………………………………… 203
7.1.6 上電時(shí)序控制電路……………………………………………… 203
7.1.7 在線軟件控制…………………………………………………… 205
7.2 時(shí)鐘設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 206
7.2.1 時(shí)鐘需求………………………………………………………… 206
7.2.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)…………………………………………………… 208
7.3 復(fù)位電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 215
7.3.1 復(fù)位需求統(tǒng)計(jì)…………………………………………………… 215
7.3.2 復(fù)位電路及時(shí)序設(shè)計(jì)…………………………………………… 215
7.4 DDR3接口設(shè)計(jì)………………………………………………………… 216
7.4.1 DDR3技術(shù)綜述………………………………………………… 216
7.4.2 TMS320C6678的DDR3控制器……………………………… 217
7.4.3 DDR3-SDRAM 選型…………………………………………… 217
7.4.4 DDR3電路設(shè)計(jì)………………………………………………… 218
7.4.5 PCB設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)………………………………………… 219
7.5 EMIF16接口設(shè)計(jì)……………………………………………………… 222
7.5.1 EMIF16接口介紹……………………………………………… 222
7.5.2 EMIF16存儲(chǔ)空間分配………………………………………… 223
7.5.3 NORFlash接口設(shè)計(jì)…………………………………………… 223
7.5.4 NANDFlash接口設(shè)計(jì)………………………………………… 225
7.6 SRIO接口設(shè)計(jì)………………………………………………………… 226
7.6.1 設(shè)計(jì)原理………………………………………………………… 226
7.6.2 PCB設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)………………………………………… 227
7.6.3 GbE設(shè)計(jì)………………………………………………………… 228
7.7 SPI接口設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 233
7.8 I2C接口設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 233
7.9 外中斷設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 234
7.10 JTAG仿真……………………………………………………………… 235
7.11 硬件設(shè)計(jì)檢查表………………………………………………………… 235
7.12 電路設(shè)計(jì)小技巧………………………………………………………… 240
7.12.1 UltraLibrarian的使用………………………………………… 240
7.12.2 Cadence模塊化復(fù)用………………………………………… 243
第8章 TIC66x多核DSP自啟動(dòng)開發(fā)…………………………………………… 253
8.1 概 述…………………………………………………………………… 253
8.1.1 DSP啟動(dòng)過程…………………………………………………… 255
8.1.2 多核啟動(dòng)原理…………………………………………………… 256
8.1.3 啟動(dòng)數(shù)據(jù)的生成………………………………………………… 258
8.2 EMIF16方式…………………………………………………………… 259
8.3 主從I2C方式…………………………………………………………… 259
8.3.1 單核啟動(dòng)模式…………………………………………………… 260
8.3.2 多核啟動(dòng)模式…………………………………………………… 261
8.4 SPI方式………………………………………………………………… 261
8.4.1 SPI總線的工作原理…………………………………………… 262
8.4.2 SPI啟動(dòng)的實(shí)現(xiàn)………………………………………………… 263
8.4.3 SPINOR啟動(dòng)步驟及注意事項(xiàng)………………………………… 264
8.5 SRIO方式……………………………………………………………… 266
8.6 以太網(wǎng)方式……………………………………………………………… 268
8.7 PCIe方式………………………………………………………………… 270
8.7.1 PCIe啟動(dòng)原理…………………………………………………… 270
8.7.2 PCIe啟動(dòng)分析…………………………………………………… 271
8.7.3 單模式加載啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)…………………………………………… 271
8.7.4 多核啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)…………………………………………………… 272
8.7.5 DDR3多模代碼加載啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)………………………………… 273
8.8 HyperLink方式………………………………………………………… 274
第9章 C66x多核編程指南……………………………………………………… 275
9.1 應(yīng)用程序編程框架……………………………………………………… 275
9.1.1 XDAIS標(biāo)準(zhǔn)……………………………………………………… 275
9.1.2 IALG接口……………………………………………………… 275
9.1.3 XDM 標(biāo)準(zhǔn)……………………………………………………… 277
9.1.4 VISAAPI ……………………………………………………… 279
9.2 應(yīng)用程序映射到多核導(dǎo)航器…………………………………………… 279
9.2.1 并行處理模型…………………………………………………… 280
9.2.2 識(shí)別并行任務(wù)…………………………………………………… 282
9.3 多核通信………………………………………………………………… 284
9.3.1 數(shù)據(jù)遷移………………………………………………………… 285
9.3.2 多核導(dǎo)航器數(shù)據(jù)移動(dòng)…………………………………………… 286
9.3.3 通知和同步……………………………………………………… 287
9.3.4 多核導(dǎo)航器的通知方法………………………………………… 288
9.4 數(shù)據(jù)傳輸引擎…………………………………………………………… 290
9.5 共享資源管理…………………………………………………………… 291
9.6 存儲(chǔ)器管理……………………………………………………………… 292
9.7 C66x代碼優(yōu)化…………………………………………………………… 295
9.7.1 使用內(nèi)嵌函數(shù)…………………………………………………… 295
9.7.2 軟件流水………………………………………………………… 296
9.7.3 混合編程………………………………………………………… 297
9.8 線性匯編………………………………………………………………… 300
9.8.1 C代碼改寫為線性匯編………………………………………… 300
9.8.2 線性匯編使用SIMD指令……………………………………… 304
9.8.3 循環(huán)展開………………………………………………………… 305
9.8.4 解決存儲(chǔ)器沖突………………………………………………… 307
9.9 TI代碼優(yōu)化設(shè)計(jì)文檔…………………………………………………… 309
第10章 C66x多核DSP軟件開發(fā)實(shí)例………………………………………… 317
10.1 IPC核間通信實(shí)例……………………………………………………… 317
10.1.1 概 述…………………………………………………………… 317
10.1.2 實(shí)例詳解………………………………………………………… 318
10.1.3 源代碼詳解……………………………………………………… 319
10.2 VLFFT ………………………………………………………………… 326
10.2.1 概 述…………………………………………………………… 326
10.2.2 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………… 328
10.2.3 VLFFT實(shí)驗(yàn)實(shí)例……………………………………………… 330
10.2.4 運(yùn)行結(jié)果分析…………………………………………………… 333
第11章 TMDSEVM6678LEVM 及視頻編解碼實(shí)現(xiàn)……………………………… 335
11.1 EVM 概述……………………………………………………………… 335
11.1.1 TMDSEVM6678L概述……………………………………… 336
11.1.2 TMDSEVM6678L電路介紹………………………………… 338
11.2 多相機(jī)視頻編解碼實(shí)現(xiàn)………………………………………………… 344
11.2.1 系統(tǒng)介紹………………………………………………………… 344
11.2.2 開發(fā)包支持……………………………………………………… 344
11.2.3 性能評(píng)估………………………………………………………… 344
第12章 KeyStoneⅠ自測程序指南……………………………………………… 348
第13章 星載毫米波SAR GMTI系統(tǒng)數(shù)字中頻接收機(jī)……………………… 419
附錄 多核DSP開發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源…………………………………………………… 432
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………… 433