第一讲-TI嵌入式处理器平台及开发工具CCS简介

基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发TI嵌入式处理器平台以及开发工具CCS简介2012/11/16美国德州仪器1基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发第一部分TI嵌入式平台第二部分CCS开发工具2012/11/16美国德州仪器2基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发第一部分TI嵌入式平台这一章我们将了解到：嵌入式处理器系列ARM+DSP的处理系统2012/11/16美国德州仪器3基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发TI嵌入式平台TI的嵌入式处理器平台，包括MSP430，C2000系列微控制器，Sitara系列ARM，ARM+DSP的Integra，DavinciDM系列，C6000系列DSP2012/11/16美国德州仪器4基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发TI嵌入式处理器系列MSP430超低功耗16位处理器，最高频率25MHz，片内集成Flash，ADC，USB控制器等；32-bit实时处理器C2000系列，定点或者浮点控制器，最高频率300MHz，片内集成Flash，CAN，SPI，I2C总线；32-bitARM处理器，频率最高100MHz，片内集成Flash，ADC，USB控制器等；ARM9和Coretx-A8系列ARM芯片，高性能的GPP处理器，有MMU控制器，可以运行Linux、WinCE等操作系统；ARM+DSP的高性能处理器，C64x+的核，最高达4800MMACs，包含MMU和Cache控制器，还包含VPSS视频处理子系统，EMAC，MMC控制器等，可以运行Linux、WinCE等操作系统，还能进行视频，图像和多媒体处理；高性能DSP，C647x，C64x+，C674x核，C55x核，可以支持多核，包含Cache控制器，SRIO，EMAC等；2012/11/16美国德州仪器5基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发TI嵌入式处理器系列2012/11/16美国德州仪器6基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发TI嵌入式DSP平台C2000控制器：低成本的控制系统C5000系列(C54x,C55x,OMAP)，低功耗的处理器，用于手机和网络音频播放器等；C6000系列高性能DSP处理器，多声道、多功能的应用程序，视频图像处理.2012/11/16美国德州仪器7基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发C2000系列C2000系列是一个控制器系列，全部为16位定点DSP。该系列中的一些型号具有片内FLASHRAM，如TMS320F24x，TMS320LF240x等。TI所有DSP中，也只有C2000有FLASH。作为控制器，C2000系列除了有一个DSP核以外，还有大量的外设资源，如A/D、定时器、各种串口、WATCHDOG、CAN总线、PWM发生器、数字IO脚等等。特别是C2000的异步串口可以与PC的UART相连，也是TI所有DSP中唯一具有异步串口的系列。2012/11/16美国德州仪器8基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发TIC2000系列2012/11/16美国德州仪器9基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发C5000系列C5000系列是一个定点低功耗系列，特别适用于手持通讯产品，如手机、PDA、GPS等。目前的处理速度一般在80MIPS一400MIPS。C5000系列主要分为C54xx和C55XX两个系列。两个系列在执行代码级是兼容的，但他们的汇编指令系统却不同。C5000包含的主要外设有McBPS同步串口，HPI并行接口，定时器，DMA等。其中C55XX提供EMIF外部存储器扩展接口，允许用户直接使用SDRAM、SBSRAM、SRAM、EPROM等各种存储器。而C54XX没有提供EMIF，所以只能直接使用静态存储器SRAM和EPROM。另外，C5000系列一般都使用双电源供电，其I/0电压和核电压一般不同，而且不同型号也有差别。不过，TI提供了全系列的DC—DC变换器可以解决DSP的电源问题。2012/11/16美国德州仪器10基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发TIC5000系列2012/11/16美国德州仪器11基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发C6000系列C6000系列是一个32位的高性能的DSP芯片，目前处理速度从800MIPS一2400MIPS，而且还在不断提高。C62XX为定点系列，C67XX和C64XX为浮点系列。同C55XX一样，C6000也提供EMIF扩展存储器接口，方便用户使用各种外部扩展存储器，如SBSRAM、SDRAM、SRAM、EPROM。C6000提供的主要外设有McBPS同步串口，HPI并行接口，定时器，DMA等。另外，在C6000的一些型号中还提供了PCI接口。2012/11/16美国德州仪器12基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发C6000系列DSP的roadmapC62x定点和C67x浮点：EDMA和L1/L2cache控制器；C64x定点DSP，EDMA2和SIMD，两个寄存器组；C64x+定点DSP，EDMA3和SIMD，32x32乘法，增强指令集，多核以及ARM+DSP的非对称核；C674x定点/浮点处理器，低功耗，ARM+DSP，EDMA3；C66x定点和浮点MACs，SIMD的浮点，多核；2012/11/16美国德州仪器13基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发C6000系列DSP的演进路线图roadmap2012/11/16美国德州仪器14基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发ARM+DSP的处理系统ARM端完成外设驱动，Linux/AndroidOS运行，用户控制，网络传输应用程序；DSP端完成音视频编解码等信号处理算法2012/11/16美国德州仪器15ARM+DSP系统的功能划分基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发第二部分CCS开发环境这一部分我们将了解到：CCS的基本情况构成与接口功能CCS的连接与基本配置CCS的基本连接工程的建立2012/11/16美国德州仪器16基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发CCS简介CCS(CodeComposerStudio)是TI开发的一个完整的DSP集成开发环境，也是目前使用最为广泛的DSP开发软件之一。现在，所有的TIDSP都可以使用该软件工具来进行开发。在CCS中，不仅集成了常规的开发工具，如源程序编辑器、代码生成工具(编译、连接器)及调试环境，还提供了DSP/BIOSTM开发工具。DSP/BIOS是一个简易的嵌入式操作系统，它大人方便了用户编写多任务应用程序。2012/11/16美国德州仪器17基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发CCS构成及接口图2012/11/16美国德州仪器18基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发CCS提供的功能集成可视化代码编辑界面，直接编写C、H文件和cmd文件集成代码生成工具，包括汇编器和连接器等基本的调试工具，可以查看寄存器、存储器等断点工具数据的图形显示工具，可绘制时域/频域波形、眼图、星座图等提供GEL工具，方便直观的修改变量和配置参数等支持其它第三方的ActiveX插件，支持包括软件仿真在内的各种仿真器(只需要安装相应的驱动程序)提供DSP/BIOS工具，增强对代码的实时分析能力、调度程序执行的优先级、方便管理或者使用系统资源，减少了开发人员对硬件资源熟悉程度的依赖性2012/11/16美国德州仪器19基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发CCS主界面2012/11/16美国德州仪器20基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发JTAG简介JTAG(JointTestActionGroup，联合测试行动组)是一种国际标准测试协议(IEEE1149.1兼容)。标准的JTAG接口是4线——TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。JTAG的主要功能有两种，或者说JTAG主要有两大类：一类用于测试芯片的电气特性，检测芯片是否有问题；另一类用于Debug，对各类芯片以及其外围设备进行调试。一个含有JTAGDebug接口模块的CPU，只要时钟正常，就可以通过JTAG接口访问CPU的内部寄存器、挂在CPU总线上的设备以及内置模块的寄存器。2012/11/16美国德州仪器21基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发满足IEEE1149.1标准的14脚JTAG接口如图所示。2012/11/16美国德州仪器22标准14脚JTAG接口图基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发JTAG工作原理JTAG的工作原理可以归结为：在器件内部定义一个TAP(TestAccessPort，测试访问口)，通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试和调试。2012/11/16美国德州仪器23基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发JTAG接口信号线JTAG接口有四条（有效）信号线，TCK，TDI，TDO，TMSTCK是时钟线，相当于一个节拍器，通过电平的高低变化来确定其它信号的“有效时刻”TDI是输入线，当时钟有效时，TDI信号线上的电平状态被“输入”到芯片中TDO是输出线，当时钟有效跳变时，TDO信号线上的电平状态是芯片的“输出”TMS信号线相当于一个拨号器，每一次时钟有效时，TMS都拨一位新号，芯片根据TMS的信号状态，或者保持现有操作状态，或者改变操作状态TCK，TDI，TDO组合在一起，可以有节奏地把数据送入芯片或从芯片读出数据。2012/11/16美国德州仪器24基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发TAP简介TAP(TestAccessPort)是一个通用的端口，通过TAP可以访问芯片提供的所有数据寄存器(DR)和指令寄存器(IR)。对整个TAP的控制是通过TAP控制器(TAPController)来完成的。PC机对目标板的调试就是通过TAP接口完成对相关数据寄存器(DR)和指令寄存器(IR)的访问。2012/11/16美国德州仪器25基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发TAP的工作流程-1系统上电后，TAPController首先进入Test-LogicReset状态；然后依次进入Run-Test／Idle、Select-DR-Scan、Select-IR-Scan、Capture-IR、Shift-IR、Exitl-IR和Update-IR状态；最后回到Run-Test／Idle状态2012/11/16美国德州仪器26基于BeagleBoard嵌入式处理器的系统开发TAP的工作流程-2在此过程中，状态的转移都是通过TCK信号进行驱动(上升沿)，通过TMS信号对TAP的状态进行选择转换的。其中，在Capture-IR状态下，一个特定的逻辑序列被加载到指令寄存器中；在Shift-IR状态下，可以将一条特定的指令送到指令寄存器中；在Update-IR状态下，刚才输入到指令寄存器中的指令将用来更新指令寄存器。最后，系统又回到Run-Test／Idle状态，指令生效，完成对指令寄存器的访问。当系统又返回到Run-Test／Idle状态后，根据前面指令寄存器的内容选定所需要的数据寄存器，开始执行对数据寄存器的工作。其基本原理与指令其存器的访问完全相同，依次为Select-DR-Scan、Capture-DR、Shift-D、Exit1-DR、Update-DR，最后回到Run-Test／Idle状态。通过TDI和TDO，就可以将新的数据加载到数据寄存器中。经过一个周期后，就可以捕获数据寄存器中的数据，完成对与数据寄存器的每个寄存器单元相连的芯片引脚的数据更新，也完成了对数据寄存器的访问。2012/11/16美国德州仪器27基于BeagleBoard嵌入式