ARM和DSP的合理配置

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1、ARM和DSP的合理配置針對(duì)當(dāng)前應(yīng)用的復(fù)雜性，SOC芯片更好能能滿足應(yīng)用和媒體的需求，集成眾多接口，用ARM做為應(yīng)用處理器進(jìn)行多樣化的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和用戶界面和接口，利用DSP進(jìn)行算法加速，特別是媒體的編解碼算法加速，既能夠保持算法的靈活性，又能提供強(qiáng)大的處理能力。德州儀器（TI）繼第一系列Davinci芯片DM644x之后，又陸續(xù)推出了DM643x，DM35x/36x，DM6467，OMAP35x，OMAPLx等一系列ARM＋DSP或ARM＋視頻協(xié)處理器的多媒體處理器平臺(tái)。眾多有很強(qiáng)DSP開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師，以及應(yīng)用處理開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師都轉(zhuǎn)到使用達(dá)芬奇或OMAP平臺(tái)上開(kāi)發(fā)視頻監(jiān)控、視頻會(huì)議

2、及便攜式多媒體終端等產(chǎn)品?；贏RM+DSP的芯片架構(gòu)，如何進(jìn)行開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)做期望的嵌入式應(yīng)用呢？傳統(tǒng)的芯片，基本是一個(gè)處理器內(nèi)核，或者是通用處理器如ARM，或者是DSP。對(duì)于控制和用戶接口，一般用通用處理器實(shí)現(xiàn)，算法處理或者媒體處理則依賴(lài)于DSP或者硬件芯片，很多系統(tǒng)都是雙芯片的架構(gòu)。開(kāi)發(fā)模式也比較單純，比如ARM芯片，有ARM的的仿真工具，基于OS之上進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)；DSP有DSP的開(kāi)發(fā)工具，如TI的CCS以及510、560的仿真器，可以進(jìn)行算法的移植、優(yōu)化、跟蹤、調(diào)試等。這時(shí)，所需要的經(jīng)驗(yàn)也比較單一。基于ARM+DSP的雙核架構(gòu)，很多工程師不知道如何入手進(jìn)行開(kāi)發(fā)，提出了很多的疑問(wèn)，比

3、如對(duì)ARM工程師，很困惑的是如何使用DSP的資源？如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互？如何保持雙核之間的同步？對(duì)DSP工程師，則問(wèn)到如何進(jìn)行ARM調(diào)試？如何啟動(dòng)DSP？如果進(jìn)行媒體加速，如何操作外設(shè)獲取或發(fā)送數(shù)據(jù)等?；诓煌拈_(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)，ARM工程師和DSP工程師會(huì)從完全不同的角度來(lái)看SOC的芯片，以至于拿到SOC的芯片根本不知道如何入手，這里就本人的經(jīng)驗(yàn)與大家分享一下。首先ARM+DSP的芯片，他是一個(gè)雙核的，對(duì)應(yīng)ARM和DSP分別是不同的指令集和編譯器，可以把SOC的芯片看成是兩個(gè)單芯片的合成，需要兩套不同的開(kāi)發(fā)工具，CCS3.3可以進(jìn)行芯片級(jí)的調(diào)試和仿真，但是對(duì)應(yīng)ARM和DSP需要選擇不同

4、的平臺(tái)。一般來(lái)說(shuō)，ARM上面跑操作系統(tǒng)，比如Linux，Wince等，在ARM上的開(kāi)發(fā)，除了bootloader以外，基本都是基于OS的開(kāi)發(fā)，比如驅(qū)動(dòng)，內(nèi)核裁減，以及上層應(yīng)用等，需要的調(diào)試和仿真主要靠log或者OS提供的調(diào)試器，如KGDB，PlatformBuilder等?；贒SP核的開(kāi)發(fā)和傳統(tǒng)單核DSP一樣，需要用CCS+仿真器來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)調(diào)試。其次，對(duì)于芯片的外設(shè)接口，ARM核和DSP核都可以訪問(wèn)，典型的情況是ARM控制所有的外設(shè)，通過(guò)OS上的驅(qū)動(dòng)去控制和管理，這部分和傳統(tǒng)的ARM芯片類(lèi)似；DSP主要是進(jìn)行算法加速，只是和memory打交道，為了保持芯片的資源管理的一致性，盡量避

5、免由DSP去訪問(wèn)外設(shè)。當(dāng)然，根據(jù)具體的應(yīng)用需求，DSP也是可以控制外設(shè)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，這時(shí)，需要做好系統(tǒng)的管理，避免雙核操作的沖突。對(duì)memory的使用，非易失的存儲(chǔ)空間，比如NAND、NORFlash，基本也是由ARM訪問(wèn)，DSP的算法代碼作為ARM端OS文件系統(tǒng)的一個(gè)文件存在，通過(guò)應(yīng)用程序進(jìn)行DSP程序的下載和DSP芯片的控制。外部RAM空間，即DDR存儲(chǔ)區(qū)，是ARM和DSP共享存在的，但是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要把ARM和DSP使用的內(nèi)存嚴(yán)格物理地址分開(kāi)，以及預(yù)留出一部分用來(lái)交互的內(nèi)存空間。一般情況，ARM是用低端地址，DSP通過(guò)CMD文件分配高端地址，中間預(yù)留部分空間用來(lái)做

6、數(shù)據(jù)交互，比如在OMAP3的Linux下的DVSDK中，128MB的DDR空間被分成三部分，低端地址從0x8000000到0x85800000-1的88MB空間給Linux內(nèi)核使用；從0x85800000到0x86800000-1的16MB給CMEM的驅(qū)動(dòng)，用來(lái)做ARM和DSP的大塊數(shù)據(jù)交互，從0x86800000到0x88000000-1的24MB是DSP的代碼和數(shù)據(jù)空間。芯片的啟動(dòng)也是需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，一般情況下，是ARM啟動(dòng)，和傳統(tǒng)的單核ARM一樣，支持不同的啟動(dòng)方式，比如可以支持NAND，NOR，UART，SPI，USB，PCI等接口啟動(dòng)。DSP默認(rèn)處于復(fù)位狀態(tài)，只有通過(guò)A

7、RM的應(yīng)用下載代碼并且解除復(fù)位以后，DSP才能跑起來(lái)。有些應(yīng)用場(chǎng)景，需要DSP直接從外部上電就自啟動(dòng)，有些芯片也是支持這種模式的。最后，關(guān)于芯片的通信和同步，這個(gè)是困擾很多工程師的問(wèn)題，為了便于客戶的開(kāi)發(fā)和使用，TI提供了DSPLINK，CODECENGINE的DVSDK開(kāi)發(fā)套件，基于DVSDK可以很方便的進(jìn)行ARM+DSP的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，下面對(duì)DVSDK的軟件架構(gòu)，各個(gè)軟件模塊的功能等做簡(jiǎn)要介紹。DVSDK是多個(gè)軟件模塊的集成，包括純DSP端的軟件模塊，AR