tms320c6000系列dsp的flash啟動設計

本文主要是關(guān)于tms320c6000的相關(guān)介紹，并著重對tms320c6000系列dsp的flash啟動設計進行了詳盡的闡述。

tms320c6000

TMS320C6000產(chǎn)品是美國TI公司于1997年推出的dsp芯片，該DSP芯片定點、浮點兼容，其中，定點系列是TMS320C62xx系列，浮點系列是TMS320C67xx系列，2000年3月，TI發(fā)布新的C64xx內(nèi)核，主頻為1.1GHz，處理速度9000MIPS，在圖像處理和流媒體領(lǐng)域得到了廣泛的應用。

C6000片內(nèi)有8個并行的處理單元，分為相同的兩組。DSP的體系結(jié)構(gòu)采用超長指令字（vliw）結(jié)構(gòu)，單指令字長為32位，指令包里有8條指令，總字長達到256位。執(zhí)行指令的功能單元已經(jīng)在編譯時分配好，程序運行時通過專門的指令分配模塊，可以將每個256為的指令包同時分配到8個處理單元，并有8個單元同時運行。芯片最高時鐘頻率為300MHz（67xx系列），且內(nèi)部8個處理單元并行運行時，其最大處理能力可達到1600MIPS。

Flash

Flash是由macromedia公司推出的交互式矢量圖和 Web 動畫的標準，由Adobe公司收購。做Flash動畫的人被稱之為閃客。網(wǎng)頁設計者使用 Flash 創(chuàng)作出既漂亮又可改變尺寸的導航界面以及其他奇特的效果。Flash的前身是Future Wave公司的Future Splash，是世界上第一個商用的二維矢量動畫軟件，用于設計和編輯Flash文檔。1996年11月，美國Macromedia公司收購了Future Wave，并將其改名為Flash。后又于2005年12月3日被Adobe公司收購。Flash通常也指Macromedia Flash Player（現(xiàn)Adobe Flash Player）。2012年8月15日，F(xiàn)lash退出Android平臺，正式告別移動端。2015年12月1日，Adobe將動畫制作軟件Flash professional CC2015升級并改名為Animate CC 2015.5，從此與Flash技術(shù)劃清界限。

基本功能

Flash動畫設計的三大基本功能是整個Flash動畫設計知識體系中最重要、也是最基礎(chǔ)的，包括：繪圖和編輯圖形、補間動畫和遮罩。這是三個緊密相連的邏輯功能，并且這三個功能自Flash誕生以來就存在。

繪圖

Flash包括多種繪圖工具，它們在不同的繪制模式下工作。許多創(chuàng)建工作都開始于像矩形和橢圓這樣的簡單形狀，因此能夠熟練地繪制它們、修改它們的外觀以及應用填充和筆觸是很重要的。對于Flash提供的3種繪制模式，它們決定了“舞臺”上的對象彼此之間如何交互，以及你能夠怎樣編輯它們。默認情況下，F(xiàn)lash使用合并繪制模式，但是你可以啟用對象繪制模式，或者使用“基本矩形”或“基本橢圓”工具，以使用基本繪制模式。

編輯圖形

繪圖和編輯圖形不但是創(chuàng)作Flash動畫的基本功，也是進行多媒體創(chuàng)作的基本功。只有基本功扎實，才能在以后的學習和創(chuàng)作道路上一帆風順；使用FlashProfessional8繪圖和編輯圖形——這是Flash動畫創(chuàng)作的三大基本功的第一位；在繪圖的過程中要學習怎樣使用元件來組織圖形元素，這也是Flash動畫的一個巨大特點。Flash中的每幅圖形都開始于一種形狀。形狀由兩個部分組成：填充（fill）和筆觸（stroke），前者是形狀里面的部分，后者是形狀的輪廓線。如果你總是可以記住這兩個組成部分，就可以比較順利地創(chuàng)建美觀、復雜的畫面。

補間動畫

補間動畫是整個Flash動畫設計的核心，也是Flash動畫的最大優(yōu)點，它有動畫補間和形狀補間兩種形式；用戶學習Flash動畫設計，最主要的就是學習“補間動畫”設計；在應用影片剪輯元件和圖形元件創(chuàng)作動畫時，有一些細微的差別，你應該完整把握這些細微的差別。

Flash的補間動畫有以下幾種：

1.動作補間動畫

動作補間動畫是Flash中非常重要的動畫表現(xiàn)形式之一，在Flash中制作動作補間動畫的對象必須是“元件”或“組成”對象。

基本概念：在一個關(guān)鍵幀上放置一個元件，然后在另一個關(guān)鍵幀上改變該元件的大小、顏色、位置、透明度等，F(xiàn)lash根據(jù)兩者之間幀的值自動所創(chuàng)建的動畫，被稱為動作補間動畫。

2.形狀補間動畫

所謂的形狀補間動畫，實際上是由一種對象變換成另一個對象，而該過程只需要用戶提供兩個分別包含變形前和變形后對象的關(guān)鍵幀，中間過程將由Flash自動完成。

基本概念：在一個關(guān)鍵幀中繪制一個形狀，然后在另一個關(guān)鍵幀中更改該形狀或繪制另一個形狀，F(xiàn)lash根據(jù)兩者之間幀的值或形狀來創(chuàng)建的動畫稱為“形狀補間動畫”。形狀補間動畫可以實現(xiàn)兩個圖形之間顏色、形狀、大小、位置的相互變化，其變形的靈活性介于逐幀動畫和動作補間動畫之間，使用的元素多為鼠標或壓感筆繪制出的形狀。

小提示：在創(chuàng)作形狀補間動畫的過程中，如果使用的元素是圖形元件、按扭、文字，則必須先將其“分離”，然后才能創(chuàng)建形狀補間動畫。

3.逐幀動畫

逐幀動畫是一種常見的動畫形式，它的原理是在“連續(xù)的關(guān)鍵幀”中分解動畫動作，也就是每一幀中的內(nèi)容不同，連續(xù)播放形成動畫。

基本概念：在時間幀上逐幀繪制幀內(nèi)容稱為逐幀動畫，由于是一幀一幀地畫，所以逐幀動畫具有非常大的靈活性，幾乎可以表現(xiàn)任何想表現(xiàn)的內(nèi)容。

在Flash中將JPG、PNG等格式的靜態(tài)圖片連續(xù)導入到Flash中，就會建立一段逐幀動畫。也可以用鼠標或壓感筆在場景中一幀幀地畫出幀內(nèi)容，還可以用文字作為幀中的元件，實現(xiàn)文字跳躍、旋轉(zhuǎn)等特效。

4.遮罩動畫

遮罩是Flash動畫創(chuàng)作中所不可缺少的——這是Flash動畫設計三大基本功能中重要的出彩點；使用遮罩配合補間動畫，用戶更可以創(chuàng)建更多豐富多彩的動畫效果：圖像切換、火焰背景文字、管中窺豹等都是實用性很強的動畫。并且，從這些動畫實例中，用戶可以舉一反三創(chuàng)建更多實用性更強的動畫效果。遮罩的原理非常簡單，但其實現(xiàn)的方式多種多樣，特別是和補間動畫以及影片剪輯元件結(jié)合起來，可以創(chuàng)建千變?nèi)f化的形式，你應該對這些形式作個總結(jié)概括，從而使自己可以有的放矢，從容創(chuàng)建各種形式的動畫效果。

在Flash作品中，?？吹胶芏嘌Ｄ可衿娴男Ч渲胁糠肿髌肪褪抢谩罢谡謩赢嫛钡脑韥碇谱鞯?，如水波、萬花筒、百葉窗、放大鏡、望遠鏡等。

基本概念：在Flash中遮罩就是通過遮罩圖層中的圖形或者文字等對象，透出下面圖層中的內(nèi)容。在Flash動畫中，“遮罩”主要有兩種用途：一種是用在整個場景或一個特定區(qū)域，使場景外的對象或特定區(qū)域外外的對象不可見；另一種是用來遮罩住某一元件的一部分，從而實現(xiàn)一些特殊的效果。

被遮罩層中的對象只能透過遮罩層中的對象顯現(xiàn)出來，被遮罩層可使用按扭、影片剪輯、圖形、位圖、文字、線條等。

5.引導層動畫

基本概念：在Flash中，將一個或多個層鏈接到一個運動引導層，使一個或多個對象沿同一條路徑運動的動畫形式被稱為“引導路徑動畫”。這種動畫可以使一個或多個元件完成曲線或不規(guī)則運動。

在Flash中引導層是用來指示元件運行路徑的，所以引導層中的內(nèi)容可以是用鋼筆、鉛筆、線條、橢圓工具、矩形工具或畫筆工具等繪制的線段，而被引導層中的對象是跟著引導線走的，可以使用影片剪輯、圖形元件、按扭、文字等，但不能應用形狀。

小提示：引導路徑動畫最基本的操作就是使一個運動動畫附著在引導線上，所以操作時應特別注意引導線的兩端，被引導的對象起始點，終止點的兩個中心點一定要對準“引導線”的兩個端頭。

軟件特性

1、Flash被大量應用于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁的矢量動畫設計。因為使用向量運算（VectorGraphics）的方式，產(chǎn)生出來的影片占用存儲空間較小。

2、使用Flash創(chuàng)作出的影片有自己的特殊檔案格式（SWF），該公司聲稱全世界97%的網(wǎng)絡瀏覽器都內(nèi)建Flash播放器（FlashPlayer）。

3、Flash是Macromedia提出的“富因特網(wǎng)應用”（RIA）概念的實現(xiàn)平臺之一。

4、Flash可以把工作成果輸出為exe 格式的文件，在沒有安裝Flash播放器的電腦上隨意瀏覽。

tms320c6000系列dsp的flash啟動設計

隨著數(shù)字信號處理器（DSP）技術(shù)的迅猛發(fā)展，其越來越廣泛地應用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域中。其中，TI公司推出的TMS320C6000系列DSP器件更是在許多需要進行大量數(shù)字信號處理運算并兼顧高實時性要求的場合得以應用。TMS320C6000系列DSP的系統(tǒng)設計過程中，DSP器件的啟動加載設計是較難解決的問題之一。

C6000系列DSP的啟動加載方式包括不加載、主機加載和EMIF加載3種。

3種加載方式的比較：不加載方式僅限于存儲器0地址不是必須映射到RAM空間的器件，否則在RAM空間初始化之前CPU會讀取無效的代碼而導致錯誤；主機加載方式則要求必須有一外部主機控制DSP的初始化，這將增加系統(tǒng)的成本和復雜度，在很多實際場合是難以實現(xiàn)的；EMIF加載方式的DSP與外部ROM／Flash接口較為自由，但片上Bootloader工具自動搬移的代碼量有限（1 KB／64 KB）。本文主要討論常用的EMIF加載方式。

1 EMIF加載分析

實際應用中，通常采用的是EMIF加載方式，把代碼和數(shù)據(jù)表存放在外部的非易失性存儲器里（常采用Flash器件）。

下面以TMS320C6000系列中最新的浮點CPU——TMS320C6713（簡稱“C6713”）為例，詳細分析其EMIF加載的軟硬件實現(xiàn)。

硬件方面，其與16位寬度的Flash器件的接口如圖1所示。

對于不同的DSP器件，加載方式的配置引腳稍有不同。C6713的配置引腳及其定義如表1所列。

應用程序的大小決定了片上的Bootloadet工具是否足夠把所有的代碼都搬移到內(nèi)部RAM里。對于C6713，片上的Bootloader工具只能將1 KB的代碼搬入內(nèi)部RAM。通常情況下，用戶應用程序的大小都會超過這個限制。所以，需要在外部Flash的前1 KB范圍內(nèi)預先存放一小段程序，待片上Bootloader工具把此段代碼搬移入內(nèi)部并開始執(zhí)行后，由這段代碼實現(xiàn)將Flash中剩余的用戶應用程序搬移入內(nèi)部RAM中。此段代碼可以被稱作一個簡單的二級Bootloader。

圖2所示為使用二級Bootloader時的CPU運行流程。

使用二級Bootloader需要考慮以下幾個事項：

◇需要燒寫的COFF（公共目標文件格式）段的選擇；

◇編寫二級Bootloader；

◇將選擇的COFF段燒入Flash。

一個COFF段就是占據(jù)一段連續(xù)存儲空間的程序或數(shù)據(jù)塊。COFF段分為3種類型：代碼段、初始化數(shù)據(jù)段和未初始化數(shù)據(jù)段。

對于EMIF加載方式，需要加載的鏡像由代碼段（如．vectors和．text等）和初始化數(shù)據(jù)段（如．cinit，．const，．switch，．data等）構(gòu)成。另外，可以單獨定義一個．boot-load段存放二級Bootloader。此段也需要寫入Flash。

所有未初始化的數(shù)據(jù)段（如．bss等）都不需要燒入到Flash中。

2 二級Bootloader的編寫

由于執(zhí)行二級Bootloader時C的運行環(huán)境還未建立起來，所以必須用匯編語言編寫。二級Bootloader可參照其他類似文獻及TI相關(guān)文檔。此處不再贅述。

CCS中用戶工程編譯鏈接后產(chǎn)生的．map文件包含了存儲器的詳細分配信息。一個典型的map文件中包含的存儲器分配信息如表2所列。

與cmd文件不同，map文件不僅包含了各段存儲在哪一段內(nèi)存空間的信息，從map文件中還可以具體知道每個內(nèi)存區(qū)間中有多少被實際使用（燒寫Flash時會用到這個參數(shù)）。內(nèi)存區(qū)間中未被使用部分是不需要寫入Flash內(nèi)容的，實際被使用的部分才是真正需要寫人到Flash中的內(nèi)容。

3 Flash的燒寫

把代碼等寫入Flash的辦法大體上可分為以下幾種：

① 使用通用燒寫器寫入。

② 使用CCS中自帶的FlashBurn工具。

③ 用戶自己編寫燒寫Flash的程序，由DSP將內(nèi)存映像寫入Flash。

其中，使用通用燒寫器燒寫需要將內(nèi)存映像轉(zhuǎn)換為二進制或十六進制格式的文件，而且要求Flash器件是可插拔封裝的。這將導致器件的體積較大，給用戶的設計帶來不便。

使用TI公司提供的FlashBurn工具的好處在于使用較為直觀。FlashBurn工具提供的圖形界面可以方便地對Flash執(zhí)行擦除、編程和查看內(nèi)容等操作。但這種力法的缺點也不少：首先，F(xiàn)lashBurn工具運行時需要下載一個．out鏡像（FBTC，F(xiàn)lashBurn Target Component）到DSP系統(tǒng)中，然后由上位PC機通過仿真器發(fā)送消息（指令和數(shù)據(jù)）給下位DSP，具體對Flash的操作由FBTC執(zhí)行。然而，這個FBTC一般是針對TI公司提供的DSP專門編寫的，與板上使用的Flash的接口寬度（默認是8位）、操作關(guān)鍵字（因生產(chǎn)廠商不同而各異）都有關(guān)，所以，對用戶自己制作的硬件不一定適合。例如：如果用戶自己的電路板上使用的是與DSK同品牌的Flash芯片，接口為16位數(shù)據(jù)寬度，那么，使用FlashBur’n工具燒寫將最多只有一半的Flash容量能夠被使用，要想正確實現(xiàn)］EMIF加載就必須選擇8位加載方式。這就造成了Flash存儲器資源的浪費，同時限制了用戶開發(fā)的靈活性。

雖然TI公司提供了FBTC的源代碼供有需要的用戶修改，但這樣用戶需要去了解FBTC的運行機制及其與上位機的通信協(xié)議，并對Flash燒寫函數(shù)進行修改。用戶可能需要修改的幾個地方如下：對Flash編程的關(guān)鍵字和地址，BurnFlash函數(shù)中的數(shù)據(jù)指針和EMIF口的配置（針對1.0版本FBTC）。這就給用戶開發(fā)帶來了不便。把開發(fā)時間浪費在了解一個并不算簡單的Flash燒寫工具上并不是一個好的選擇。

其次，F(xiàn)lashBurn工具不能識別．out文件，只接受。.ex的十六進制文件，因此，需要將.out文件轉(zhuǎn)換為．hex文件。這個轉(zhuǎn)換的工具就是TI公司提供的Hex6x.exe工具。轉(zhuǎn)換過程的同時，需要一個cmd文件（即圖3中的Hex.cmd）指定作為輸入的.out文件，輸出的.hex文件的格式，板上Flash芯片的類型和大小，需要寫入Flash中的COFF段名等。

使用用戶自己編寫的燒寫Flash的程序較為靈活，避免了文件格式轉(zhuǎn)換的繁瑣。不過，此方法要求用戶對自己使用的Flash芯片較為熟悉。

通常采用的Flash燒寫程序是單獨建立一個工程的辦法：先把用戶應用程序（包含二級Bootloader）編譯生成的.out文件裝載到目標DSP系統(tǒng)的RAM中，再把燒寫Flash的工程編譯生成的.out文件裝載到目標DSP系統(tǒng)RAM的另一地址范圍，執(zhí)行Flash燒寫程序，完成對Flash的燒寫。這個辦法要注意避免兩次裝載可能產(chǎn)生的地址覆蓋，防止第2次裝載修改了應該寫入Flash的第1次裝載的內(nèi)容。

實際上，可以將Flash燒寫程序嵌入到用戶主程序代碼中去，比單獨建立一個燒寫Flash的工程更為方便。Flash芯片的燒寫程序段如下：

ProgramFlashArray函數(shù)的第1個參數(shù)是源地址指針（指向內(nèi)部Ram），第2個參數(shù)是目標地址指針（指向外部Flash），第3個參數(shù)是要寫入的數(shù)據(jù)長度（單位為字）。

編寫Flash燒寫函數(shù)時有3點需要注意：

① 指向Flash地址的指針。由于C6713的低兩位地址用于譯碼作字節(jié)選擇，地址總線的最低位是EA2，所以，邏輯地址需要適當?shù)囊莆徊拍苷_地指向日標。

對8位存儲器而言，應該左移2位；對16位存儲器而言，應該左移1位；對于32位存儲器，則不需要移位。例如要從（往）Flash的0x00000003地址讀（寫）一個字，其邏輯地址應該是0x90000000+（0x0003＜＜1），而非0x90000003。

② map文件中各內(nèi)存區(qū)間被實際占用的尺寸大小是以字節(jié)為單位的，而ProgramFlashArray函數(shù)寫入Flash的數(shù)據(jù)單位為字，所以需要將map文件中得到的尺寸大小的一半作為ProgramFlashArray函數(shù)的參數(shù)。

③ 燒寫函數(shù)中使用了flash_burned常量作為判斷是否需要對Flash操作的依據(jù)，且將其初始化為1。這是為了避免Flash加載之后會執(zhí)行對Flash的操作。此變量應在燒寫Flash時手動修改為0。

在仿真加載方式下，可以在CCS里的watchwindow窗口手動修改flash_burned常量為0，強迫CPU進入對Flash編程的程序段。實驗證明，在仿真加載方式下手動修改flash_burned并不影響寫入到Flash中的flash_burn-ed的值（仍為1），所以，寫入Flash的flash_burned的值仍然是1。在系統(tǒng)Flash加載之后，CPU就會跳過此段代碼，實現(xiàn)正確運行。

結(jié)語

關(guān)于tms320c6000的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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