В этой статье приведен перевод частей документации [1], касающихся только процессоров Blackfin ADSP-BF53x. Описывается использования утилиты для генерации файла загрузки - elfloader.exe.

[Введение: основные понятия и термины]

Этот документ описывает главным образом функционал утилиты загрузки, а также процесс loading-а (загрузка) и splitting-а (разделение исполняемого кода). Некоторые непонятные сокращения и термины см. в разделе "Словарик" статей [3, 4]. 

[Не загружаемые файлы (Non-bootable) и загружаемые (Boot-loadable) - в чем разница?]

Не загружаемый файл выполняется напрямую из внешней памяти процессора (обычно FLASH), в то время как данные загружаемого файла транспортируются во внутреннюю (и/или иногда во внешнюю память SDRAM), и после этого запускается на выполнение. Загружаемый файл записывается в устройство внешней памяти (это может быть SPI EPROM, или FLASH) Вашей целевой системы. Утилита загрузки выводит загружаемые файлы в форматах, которые понимают большинство прошивальщиков EPROM (такие форматы, как Intel hex-32 и Motorola S). Для особых случаев поддерживаются другие форматы файла и режимы загрузки, часто используется сырой, двоичный формат (подробнее см. "File Formats" [1]).

Не загружаемые образы выполняются из внешней памяти процессора, с пропуском механизмов загрузки. Подготовка не загружаемого образа EPROM называется сплиттингом (splitting). В большинстве случаев (за исключением процессоров Blackfin) разработчики, использующие процессоры с плавающей точкой или фиксированной точкой, используют splitter вместо утилиты loader, чтобы сгенерировать не загружаемый образ памяти.

Как загружается процессор и дизайн программы диктуют метод, каким будет вызвана утилита loader/splitter, чтобы обработать и преобразовать исполняемые файлы:

• Для процессоров Blackfin операции loader и splitter обрабатываются одной утилитой, elfloader.exe. Функция splitter вовлекается другим набором опций командной строки, отличающимся от опций функции loader. В VisualDSP++ 5.0, в дополнение к опции -readall, утилита loader для процессоров ADSP-BF51x, BF52x, BF54x Blackfin может автоматически вызывать программу сплиттера. Для дополнительной информации см. в [1] описание опции -readall.

• Для процессоров TigerSHARC и SHARC операции splitter обрабатываются отдельной утилитой сплиттера elfspl21k.exe.

Примечание: везде в тексте, где встречается наименование процессора без префикса BF51x, BF52x, BF53x, BF561 и т. п., подразумевается процессор Blackfin с префиксом ADSP- (ADSP-BF51x, ADSP-BF52x, ADSP-BF53x, ADSP-BF561 и т. п.).

[Как работает утилита загрузки]

Общие задачи, которые выполняет утилита загрузки, могут включать следующее:

• Обработка опций loader в командной строке.
• Форматирование выходного файла .ldr в соответствии с указаниями пользователя. Поддерживается несколько форматов файла: binary, ASCII, Intel hex-32 и некоторые другие, подробнее см. раздел "File Formats" [1].
• Упаковка данных кода в под отдельные форматы данных, зависящие от процессора и подключенной микросхемы памяти: 8-битный, 16-битный или для некоторых процессоров 32-битный.
• Добавление кода и данных из указанного файла исполняемого кода (Init Code DXE), если это необходимо.
• Добавление boot kernel поверх кода пользователя.
• Если указано, предварительное программирование размещения файла .ldr в указанное место PROM.
• Указание идентификаторов процессора для нескольких файлов .dxe для много процессорной системы, если это необходимо.

Вы можете запустить утилиту loader неявно, когда запускаете компиляцию проекта из среды разработки VisualDSP++ (когда задано генерировать файл загрузки через Project Options -> Project -> раздел опций Target -> Type: Loader file), или из командной строки. Чтобы настроить поведение утилиты при запуске из VisualDSP++, откройте свойства проекта Project Options в меню Project, и в диалоге настройки свойств проекта поменяйте Target из типа Executable file в Loader File, и затем отредактируйте раздел Load свойств проекта.

Работа утилиты загрузки elfloader.exe зависит от свойств загрузки (раздел Load свойств проекта), которые управляют тем, как утилита загрузки преобразует исполняемые файлы в загружаемые файлы, позволяя Вам выбрать такие возможности, как ядра (kernels), режимы загрузки (boot modes) и выходные форматы файла (output file formats). Эти опции настраиваются в разделе Load свойств проекта Project Options VisualDSP++, или их можно задать из командной строки. Опции страниц раздела Load соответствуют опциям командной строки утилиты elfloader.exe.

[Режимы загрузки (Boot Modes)]

Как только исполняемый файл полностью отлажен, утилита загрузки готова к преобразованию исполняемого файла (или нескольких исполняемых файлов) в загружаемый процессором (processor-loadable, или boot-loadable) файл. Загружаемый файл может быть автоматически загружен (booted) в процессор при включении питания (power-up) или программного сброса системы (software reset). Способ, каким утилита будет создавать загружаемый файл, зависит от того, как загружаемый файл загружается в процессор (и конечно же, это задается пользователем в разделе Load свойств проекта или через опции командной строки утилиты elfloader.exe).

Режим загрузки (boot mode) процессора [2] определяется опросом одного или большего количества специальных внешних выводов корпуса процессора (например, для процессора Blackfin ADSP-BF538 это выводы BMODE1, BMODE0). Последовательности загрузки, жестко зависящие также от модели процессора, подробно описаны в следующих разделах.

Процессоры компании Analog Devices поддерживают разные механизмы загрузки. Обычно могут использоваться следующие схемы, чтобы предоставить процессору инструкции - как действовать процессору после сброса.

• No-Boot Mode
• PROM Boot Mode
• Host Boot Mode

No-Boot Mode. После сброса процессора начинает напрямую вычитывать и выполнять инструкции из устройств EPROM/flash (у процессора ADSP-BF538F эта память может быть даже встроена в кристалл чипа процессора). Эта схема не требует никаких механизмов загрузки (т. е. код Boot ROM не задействован). На программу пользователя возлагается инициализация работоспособности и содержимого энергозависимой памяти (SRAM L1, SDRAM).

Утилита сплиттера генерирует файл, который может быть прошит в память PROM.

PROM Boot Mode. После сброса процессор начинает вычитывать данные из параллельного или последовательного устройства памяти PROM. Память PROM хранит специальным образом отформатированный поток загрузки (заточенный под обработку кодом Boot ROM, см. [2]), а не просто код инструкций. Вместе с данными приложения поток загрузки содержит дополнительную информацию, такую как адреса назначения и счетчики слов. Маленькая программа, так называемый загрузчик ядра (или же Boot ROM, как у процессоров Blackfin) анализирует поток загрузки и в соответствии с ним инициализирует области памяти процессора. Загрузчик ядра (или код Boot ROM) работает под управлением целевого процессора. В зависимости от архитектуры, загрузчик ядра может выполняться либо из встроенной в чип памяти boot RAM, или из устройства памяти PROM, копируя код в SRAM процессора и выполняя его оттуда.

Утилита загрузки генерирует данные потока загрузки из выходных данных линкера (один или несколько исполняемых файлов *.dxe) и сохраняет поток загрузки в файл (обычно это файл *.ldr) в формате, подходящем для прошивки в PROM.

Host Boot Mode. В этой схеме целевой процессор ведет себя как подчиненное устройство, управляемое системой хоста [2]. После сброса процессор задерживает выполнение программы, пока не получит сигнал от хост-системы, что процесс загрузки завершен. В зависимости от возможностей аппаратуры, есть два разных метода загрузки под управлением хоста. Первый метод - когда система хоста получает полное управление над всеми областями памяти целевой подчиненной системы. Хост приостанавливает работу целевой системы, пока инициализирует все области памяти. По второму методу хост обменивается с целевой системой специальными сигналами (см. [2]), и последовательно передает данные подчиненному целевому процессору, на котором работает загрузчик ядра (или код Boot ROM). Код загрузчика может быть выполнен из встроенного в чип Boot ROM, или может быть загружен от хоста в SRAM по любой из других допустимых схем загрузки.

Утилита loader/splitter генерирует файл, который использует система хоста. Он зависит от возможностей устройства хоста и от архитектуры целевой системы - ожидает ли хост сырые данные приложения, или же отформатированный поток загрузки.

В этом контексте загружаемый файл отличается от не загружаемого тем, что загружаемый файл кроме кода приложения содержит дополнительные данные, которые должен обработать загрузчик ядра (код Boot ROM). Не загружаемый файл содержит только чистый исполняемый код инструкций (команд) процессора.

[Загрузка процессора ADSP-BF53x/BF561]

При включении питания и/или после сброса процессор переходит в последовательность boot mode, который конфигурируется внешними входными выводами BMODE (см. [2]). Это специальные, выделенные выводы корпуса процессора, которые не обслуживают никаких других функций. Состояние выводов BMODE может быть программно прочитано через биты регистра конфигурации системы после сброса (System Reset Configuration Register, SYSCR).

Процессоры Blackfin моделей ADSP-BF53x или ADSP-BF561 могут загружаться либо из 8-битной, либо из 16-битной памяти flash/PROM, или из адресуемой 8 битами, 16 битами или 24-битами памяти SPI. Процессоры ADSP-BF561 не поддерживают загрузку через 24-битно адресуемую память SPI. Также имеются опции no-boot (bypass mode, пропуск запуска кода Boot ROM), когда выполнение программы сразу начинается из 16-разрядной внешней памяти.

Опции загрузки также могут зависеть и от ревизии кристалла. Подробнее про варианты загрузки Blackfin см. [2].

После сброса процессор ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539 передает управление во встроенный в кристалл код Boot ROM (если BMODEx != 00), или в область внешней 16-разрядной памяти (если BMODEx == 00) по адресу 0x20000000. Подробнее про Boot ROM процессора см. раздел "ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539 On-Chip Boot ROM".

В таблице 3-1 сведены режимы загрузки и стартовые адреса процессоров ADSP-BF531, ADSP-BF532, ADSP-BF533, ADSP-BF538 и ADSP-BF539.

• Выполнение из 16-разрядной внешней памяти – процессор начинает выполнение кода с адреса 0x20000000 (код с 16-разрядной упаковкой). В этом режиме передача управления в Boot ROM пропускается. Все конфигурационные настройки внешней шины сбрасываются в состояние, рассчитанное на самое медленное внешнее устройство памяти: 3 цикла время удержания (hold time), 15 циклов для доступа на чтение/запись, 4 цикла на предустановку (setup).

• Загрузка из 8- или 16-разрядной внешней flash-памяти – в этом режиме подпрограмма загрузки расположена в области Boot ROM, и для потока загрузки используется асинхронный банк памяти 0. Все настройки конфигурации сбрасываются в расчете на самое медленное устройство памяти: 3 цикла время удержания (hold time), 15 циклов для доступа на чтение/запись, 4 цикла на предустановку (setup). Boot ROM анализирует первый байт потока загрузки по адресу 0x20000000. Если он равен 0x40, то выполняется 8-битная загрузка. Если байт равен 0x60, то подразумевается 16-разрядное устройство памяти и выполняется 8-разрядный DMA. Байт 0x20 также подразумевает 16-разрядную память, но выполняет 16-разрядный DMA.

• Загрузка через SPI под управлением хоста – процессор Blackfin работает как подчиненное устройство SPI, и конфигурируется для приема байтов файла .ldr от хоста (мастера) шины SPI. Описание процедуры обмена и используемых сигналов см. в [2].

• Загрузка из последовательной памяти SPI (EEPROM или flash) – используются микросхемы памяти с 8-, 16- или 24-разрядной адресацией, также поддерживаются микросхемы AT45DB041, AT45DB081, AT45DB161, AT45DB321, AT45DB642 и AT45DB1282 DataFlash® от компании Atmel. Описание процедуры детектирования типа микросхемы и сигналов обмена см. в [2].

Процессоры ADSP-BF534, BF536, BF537 также поддерживают загрузку через интерфейсы TWI и UART, подробнее см. [1].

Благодаря наличию механизма Multi-.dxe Boot программист может создать собственный загрузчик кода, который позволит загрузить (или даже обновить) приложение из любых других источников или через любой другой доступный интерфейс связи с внешним миром.

[ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539 On-Chip Boot ROM]

После того, как встроенный в процессор код загрузки (On-Chip Boot ROM) получает управление, то он выполняет следующие действия:

1. Настраивает режим супервизора (supervisor mode) путем выхода из обработчика прерывания RESET, и перехода в прерывание с самым низким приоритетом (IVG15).

Обратите внимание, что on-chip boot ROM процессоров ADSP-BF534, BF536 и BF537 выполняется на уровне приоритета Reset, не снижая уровень приоритета выполнения на самый низкий уровень приоритета прерываний.

2. Проверяет, был ли RESET программным сбросом, и если это так, то либо пропускает всю последовательность загрузки и делает переход на начало памяти L1 (адрес 0xFFA00000 для процессоров ADSP-BF533, BF534, BF536, BF537, BF538 и BF539 processors; адрес 0xFFA08000 для процессоров ADSP-BF531, BF532). Проверка делается кодом Boot ROM путем анализа бита NOBOOT (бит 4) регистра конфигурации системы после сброса (System Reset Configuration Register, SYSCR). Если бит 4 не установлен, то код Boot ROM выполняет полную процедуру загрузки. Если бит 4 установлен, то код Boot ROM пропускает полную последовательность загрузки и сразу передает управление в начало памяти L1.

3. Бит NOBOOT (бит 4 регистра SYSCR) не установлен, начинается полная последовательность загрузки (см. рис. 3-1).

Рис. 3-1. Последовательность загрузки процессоров ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539.

Последовательность загрузки процессоров ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539 отличается от процессоров ADSP-BF535. On-chip boot ROM для этих процессоров ведет себя так же, как и загрузчик второй стадии процессора ADSP-BF535 (подробнее см. раздел "ADSP-BF535 Processor On-Chip Boot ROM"). У кода Boot ROM есть возможность обрабатывать адреса и количество байт для каждого загружаемого блока потока загрузки. Это смягчает требования к условиям работы загрузчика второго уровня, потому что полное приложение может быть загружено из различных устройств памяти, когда на самом процессоре есть только встроенный код Boot ROM.

Как уже упоминалось, утилита загрузки преобразует исполняемое приложение (файл .dxe) в загружаемый файл, анализируя код и создавая файл, который состоит из различных блоков. Каждый блок снабжен 10-байтным заголовком, как это показано на рис. 3-1, и более подробно разъяснено в последующих секциях (также см. [2]). Заголовки, в свою очередь, читаются и обрабатываются кодом Boot ROM во время загрузки.

10-байтный заголовок предоставляет загрузчику (код Boot ROM) всю необходимую информацию — куда надо поместить блок, сколько байт занимает блок, и что нужно делать с этим блоком.

[Потоки загрузки ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539]

Далее описаны поток загрузки, заголовки и флаги для процессоров ADSP-BF531, ADSP-BF532, ADSP-BF533, ADSP-BF534, ADSP-BF536, ADSP-BF537, ADSP-BF538 и ADSP-BF539.

/* Этот файл содержит 3 секции: */

/* 1) Pre-Init Section – эта секция сохраняет в стек все регистры процессора.

   2) Init Code Section – эта секция содержит код инициализации, который

      может быть модифицирован пользователем. В качестве примера здесь

      приведен код инициализации SDRAM (обычная задача для Init Code).

      Настраивается контроллер SDRAM, как это требуется для основных типов

      SDRAM. Разные типы SDRAM могут потребовать другой процедуры инициализации

      (обычно просто других значений, записанных в регистры).

   3) Post-Init Section – эта секция восстанавливает все регистры из стека.

      Пользователь не должен менять секции Pre-Init и Post-Init. Секция

      Init Code может быть модифицирована в соответствии с задачами

      отдельного приложения. */

#include < defBF532.h >
.SECTION program;

/**********************Pre-Init Section************************/
   [--SP] = ASTAT;   /* Stack Pointer (SP) устанавливается на конец */
   [--SP] = RETS;    /* памяти scratchpad (0xFFB00FFC) */
   [--SP] = (r7:0);  /* кодом on-chip Boot ROM */
   [--SP] = (p5:0);
   [--SP] = I0;[--SP] = I1;[--SP] = I2;[--SP] = I3;
   [--SP] = B0;[--SP] = B1;[--SP] = B2;[--SP] = B3;
   [--SP] = M0;[--SP] = M1;[--SP] = M2;[--SP] = M3;
   [--SP] = L0;[--SP] = L1;[--SP] = L2;[--SP] = L3;

/*******************Init Code Section**************************/

/*****Пожалуйста, вставьте код инициализации в эту секцию******/

/*********************Настройка SDRAM**************************/

Setup_SDRAM:
   P0.L = LO(EBIU_SDRRC);
   /* SDRAM Refresh Rate Control Register */
   P0.H = HI(EBIU_SDRRC);
   R0 = 0x074A(Z);
   W[P0] = R0;
   SSYNC;
   
   P0.L = LO(EBIU_SDBCTL);
   /* SDRAM Memory Bank Control Register */
   P0.H = HI(EBIU_SDBCTL);
   R0 = 0x0001(Z);
   W[P0] = R0;
   SSYNC;
   
   P0.L = LO(EBIU_SDGCTL);
   /* SDRAM Memory Global Control Register */
   P0.H = HI(EBIU_SDGCTL);
   R0.L = 0x998D;
   R0.H = 0x0091;
   [P0] = R0;
   SSYNC;

/*********************Post-Init Section************************/
   L3 = [SP++]; L2 = [SP++]; L1 = [SP++]; L0 = [SP++];
   M3 = [SP++]; M2 = [SP++]; M1 = [SP++]; M0 = [SP++];
   B3 = [SP++]; B2 = [SP++]; B1 = [SP++]; B0 = [SP++];
   I3 = [SP++]; I2 = [SP++]; I1 = [SP++]; I0 = [SP++];
   (p5:0) = [SP++];
   (r7:0) = [SP++];
   RETS = [SP++];
   ASTAT = [SP++];

/************************************************************/
   RTS;

Потоки загрузки процессора ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539 аналогичны потоку загрузки, используемому загрузчиком ядра второго уровня процессора ADSP-BF535 (подробнее см. раздел "Файлы загрузки, используемые с загрузчиком второго уровня"). Однако, поскольку предыдущие процессоры не реализовали загрузчик второго уровня, их поток загрузки не включает в себя код второй стадии загрузки и связанный с ним 4-байтный заголовок, расположенный поверх кода ядра (kernel code). Здесь также нет 4-байтного глобального заголовка (global header).

MEMORY
{
   /* Постоянная память инструкций в (Instruction ROM) в Async Bank 0,
      находящемся вне чипа процессора */
   MEM_PROGRAM_ROM { TYPE(ROM) START(0x20000000) END(0x2009FFFF) WIDTH(8)
}
MEM_DATA_ROM
{
   /* Данные констант в Async Bank 0, находящемся вне чипа процессора */
   TYPE(ROM) START(0x200A0000) END(0x200FFFFF) WIDTH(8)
}
MEM_DATA_RAM
{
   /* Данные SRAM (память, физически находящаяся на кристалле процессора),
      не будет загружена автоматически */
   TYPE(RAM) START(0xFF903000) END(0xFF907FFF) WIDTH(8)
}

PROCESSOR p0
{
   OUTPUT( $COMMAND_LINE_OUTPUT_FILE )
   
   SECTIONS
   {
      program_rom
      {
         INPUT_SECTION_ALIGN(4)
         INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(rom_code) )
      } >MEM_PROGRAM_ROM
      data_rom
      {
         INPUT_SECTION_ALIGN(4)
         INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(rom_data) )
      } >MEM_DATA_ROM
      data_sram
      {
         INPUT_SECTION_ALIGN(4)
         INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(ram_data) )
      } >MEM_DATA_RAM

.SECTION rom_code;

_reset_vector:

               l0 = 0;
               l1 = 0;
               l2 = 0;
               l3 = 0;
               /* здесь находится продолжение настройки и код приложения */
               /* . . . */
.SECTION rom_data;
.VAR myconst x = 0xdeadbeef;
               /* . . . */
.SECTION ram_data;
.VAR myvar y;  /* обратите внимание, что переменная y не может быть инициализирована

                  автоматически */

[ADSP-BF535 On-Chip Boot ROM]

Рис. 3-6. Процессоры ADSP-BF535: On-Chip Boot ROM.

Встроенный в кристалл процессора ADSP-BF535 код Boot ROM делает следующее (см. рис. 3-6):

1. Настраивает режим супервизора (supervisor mode) путем выхода из обработчика прерывания RESET и переходом в прерывание с самым низким приоритетом (IVG15).

2. Проверяет, был ли этот RESET программным сбросом, и если это так, то пропускается вся последовательность загрузки и делается переход в начало памяти L2 (0xF0000000) для выполнение кода. Код Boot ROM выполняет такую проверку тестированием бита 4 регистра конфигурации сброса (System Reset Configuration Register, SYSCR). Если бит 4 не установлен, то код Boot ROM выполняет полную последовательность загрузки. Если бит 4 установлен, то код Boot ROM пропускает последовательность загрузки, и передает управление по адресу 0xF0000000.

3. В случае запуска полной последовательности загрузки (если бит 4 регистра SYSCR не установлен) будут выполнены следующие действия:

• Проверка источника загрузки (внешнее устройство памяти, это либо память flash/PROM, либо память SPI) путем чтения BMODE2–0 из регистра SYSCR.
• Чтение первых 4 байт по адресу 0x0 внешнего устройства памяти. Эти 4 байта содержат счетчик байт (N), который задает количество загружаемых байт.
• Загрузка N во внутреннюю память L2, начиная с адреса 0xF0000000.
• Передача управления в начало памяти L2 (запуск выполнения загруженного кода).

Код on-chip boot ROM загружает N из внешней памяти. Эти N байт могут определить размер кода действующего приложения, или это может быть код загрузчика второго уровня, который загрузит код действующего приложения.

[Файлы загрузки без загрузчика второго уровня]

На рис. 3-11 показана структура файла загрузки для 8-битной flash/PROM или адресуемой 8 или 16 битами микросхемы SPI при загрузке без использования загрузчика второго уровня.

Рис. 3-11. Файл загрузки для 8-битной Flash/PROM и SPI без загрузчика второго уровня.

На рис. 3-12 показана структура файла загрузки для 16-битной flash/PROM при загрузке без использования загрузчика второго уровня.

Рис. 3-12. Файл загрузки для 16-битной Flash/PROM без загрузчика второго уровня.

[Файлы загрузки, используемые с загрузчиком второго уровня]

На рис. 3-13 показано графическое представление выходного файла загрузки для 8-битной загрузки из flash/PROM и адресуемой 8 или 16 битами загрузки из памяти SPI при наличии загрузчика второго уровня.

Рис. 3-13. Файл загрузки для 8-битной Flash/PROM и SPI при использовании загрузчика второго уровня.

На рис. 3-14 показано графическое представление выходного файла загрузки для 16-битной загрузки из flash/PROM при наличии загрузчика второго уровня.

Figure 3-14. Файл загрузки для 16-разрядной Flash/PROM Boot при использовании загрузчика второго уровня.

[Управление загрузкой нескольких приложений (Multi-DXE) ADSP-BF53x и ADSP-BF561]

Эта секция статьи не относится к процессорам ADSP-BF535.

Здесь описывается, как генерировать файл загрузки и загружать его для более чем одного входного файла .dxe для процессоров ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539 и BF561. Дополнительную информацию по процессорам ADSP-BF561 см. в разделе "ADSP-BF561 Dual-Core Application Management" [1].

Структура файла загрузки ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539 и BF561 и ревизия кристалла (silicon revision) от 0.1 и выше позволяют генерировать файл загрузки и загружать его из внешней памяти для больше чем одного блока исполняемого кода DXE на один процессор. Как показано на рис. 3-20, каждый входной файл с исполняемым кодом (executable file, расширение *.DXE) снабжается 4-байтным заголовком, к котором указано количество байт исполняемого кода, включая заголовки. Эта информация может использоваться для загрузки в процессор определенного, выбранного блока DXE из нескольких. 4-байтный блок, содержащий количество байт, инкапсулирован в 10-байтный заголовок, чтобы сохранить совместимость с silicon revision 0.0. Дополнительную информацию см. во врезке "Заголовки блоков и флаги ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539".

Рис. 3-20. Потоки загрузки с несколькими приложениями для процессоров ADSP-BF531, BF532, BF533, BF534, BF536, BF537, BF538, BF539, BF561.

Загрузка нескольких исполняемых файлов может быть выполнена по одному из следующих методов.

• Можно использовать для утилиты загрузки опцию загрузчика второго уровня (second-stage loader) -l userkernel.dxe. Здесь userkernel.dxe - исполняемый код DXE загрузчика второго уровня. Эта опция позволит Вам использовать свой собственный загрузчик второго уровня.

После того, как загрузчик второго уровня будет загружен во внутреннюю память через под управлением on-chip Boot ROM, этот загрузчик второго уровня получит полный контроль над процессом загрузки. Теперь загрузчик второго уровня может использовать счетчики байт в блоках DXE, чтобы загрузить любой выбранный блок DXE (или несколько DXE друг за другом) из внешней памяти.

• Можно использовать опцию блока инициализации -init filename.dxe, где filename.dxe имя исполняемого файла DXE, в котором содержится код инициализации (Init Code). Эта опция позволит Вам поменять указатель внешней памяти, и загрузить определенный DXE с задействованием Boot ROM. Достоинство этого метода в том, что свой загрузчик писать не надо, Init Code должен только уметь читать файл загрузки, декодировать в нем заголовки DXE и правильно менять указатель на нужный загружаемый DXE [2]. На процессорах ADSP-BF531 и ADSP-BF561 код инициализации представляет собой подпрограмму, написанную на ассемблере.

Ниже на листинге 3-5 приведен пример кода инициализации. Регистры R0 и R3 используются как указатели на внешнюю память, используемые кодом on-chip Boot ROM. Регистр R0 используется для загрузки из flash/PROM, и R3 для загрузки из памяти SPI. В блоке кода инициализации нужно изменить значение R0 или R3 так, чтобы они указывали на место во внешней памяти, откуда начинается код нужного приложения. После того, как процессор вернет управление из кода инициализации обратно в код Boot ROM, код Boot ROM продолжит загружать байты с места, указанного регистрами R0 или R3.

Листинг 3-5. Пример Init Code для загрузки в сценарии Multiple .dxe.

#include < defBF532.h >
.SECTION program;

/*******Pre-Init Section***************************************/
   [--SP] = ASTAT;
   [--SP] = RETS;
   [--SP] = (r7:0);
   [--SP] = (p5:0);
   [--SP] = I0;[--SP] = I1;[--SP] = I2;[--SP] = I3;
   [--SP] = B0;[--SP] = B1;[--SP] = B2;[--SP] = B3;
   [--SP] = M0;[--SP] = M1;[--SP] = M2;[--SP] = M3;
   [--SP] = L0;[--SP] = L1;[--SP] = L2;[--SP] = L3;

/**************************************************************/

/*******Init Code Section**************************************

   R0.H = старшая часть адреса места положения DXE

          (R0 для flash/PROM boot, R3 для SPI boot)

   R0.L = младшая часть адреса места положения DXE

          (R0 для flash/PROM boot, R3 для SPI boot)

***************************************************************/

/*******Post-Init Section**************************************/
   L3 = [SP++]; L2 = [SP++]; L1 = [SP++]; L0 = [SP++];
   M3 = [SP++]; M2 = [SP++]; M1 = [SP++]; M0 = [SP++];
   B3 = [SP++]; B2 = [SP++]; B1 = [SP++]; B0 = [SP++];
   I3 = [SP++]; I2 = [SP++]; I1 = [SP++]; I0 = [SP++];
   (p5:0) = [SP++];
   /* УБЕДИТЕСЬ, ЧТО СЛУЧАЙНО НЕ ВОССТАНОВИЛИ R0 для flash/PROM Boot,

      или R3 для SPI Boot */
   (r7:0) = [SP++];
   RETS = [SP++];
   ASTAT = [SP++];

/**************************************************************/
   RTS;

[Руководство по использованию загрузчика процессоров ADSP-BF53x/BF561]

Работа утилиты загрузки elfloader.exe зависит от опций, которые управляют процедурой обработки исполняемых файлов DXE. Вы выбираете такие возможности, как режим загрузки (boot mode), загрузка ядра (boot kernel), формат выходного файла и т. д. Опции указываются для утилиты загрузки через командную строку, или опосредованно через графический интерфейс диалога редактирования свойств проекта VisualDSP++ (Project Options -> Load).

Раздел Load свойств проекта состоит из нескольких подразделов. Когда Вы выбрали раздел Load, то в нем уже будут установлены некоторые установки по умолчанию для загрузчика выбранного процессора.

Настройки в разделе Load соответствуют опциям, которые будут указаны в командной строке утилиты загрузки elfloader.exe. Подсмотреть полное содержимое командной строки можно в лог-файле процесса сборки, см. подкаталог Release (или Debug), файл имя_проекта.log.

Далее в нескольких секциях будет описано, как генерировать загружаемый и не загружаемый файл загрузки:

• Использование командной строки утилиты загрузки Blackfin.
• Настройка опций генерации файла загрузки в проекте VisualDSP++.
• Using VisualDSP++ Compression (здесь этот раздел не рассматривается, см. [1]).
• Using VisualDSP++ Second-Stage Loader for ADSP-BF535 Processors (здесь этот раздел не рассматривается, см. [1]).
• Использование ROM-сплиттера VisualDSP++.

elfloader inputfile -proc processor [-опция ...]

elfloader inputfile1 inputfile2 ... -proc processor [-опция ...]

MEMORY
{
   /* ROM инструкций в Async Bank 0, находящееся вне чипа */
   MEM_PROGRAM_ROM
   {
      TYPE(ROM) START(0x20000000) END(0x2009FFFF) WIDTH(8)
   }
   /* Данные констант в Async Bank 0, находящиеся вне чипа */
   MEM_DATA_ROM
   {
      TYPE(ROM) START(0x200A0000) END(0x200FFFFF) WIDTH(8)
   }
   /* Данные SRAM, находящиеся на кристалле, не могут быть загружены автоматически */
   MEM_DATA_RAM
   {
      TYPE(RAM) START(0xFF903000) END(0xFF907FFF) WIDTH(8)
   }
   ...

PROCESSOR p0
{
   OUTPUT( $COMMAND_LINE_OUTPUT_FILE )
   
   SECTIONS
   {
      program_rom
      {
         INPUT_SECTION_ALIGN(4)
         INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(rom_code) )
      } >MEM_PROGRAM_ROM
      data_rom
      {
         INPUT_SECTION_ALIGN(4)
         INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(rom_data) )
      } >MEM_DATA_ROM
      data_sram
      {
         INPUT_SECTION_ALIGN(4)
         INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(ram_data) )
      } >MEM_DATA_RAM
      ...

.SECTION rom_code;

_reset_vector:
   l0 = 0;
   l1 = 0;
   l2 = 0;
   l3 = 0;
   /* В этом месте может быть код для начальных настроек,

      и далее код приложения */
   /* . . . */
.SECTION rom_data;
.VAR myconst x = 0xdeadbeef;
   /* . . . */
.SECTION ram_data;
.VAR myvar y; /* обратите внимание, что переменная y не может быть

                 автоматически инициализирована  */

[Практические примеры расшифровки дампов файлов загрузки]

Из всего вышесказанного следует, что модули исполняемого кода *.dxe можно по отдельности преобразовывать в двоичные файлы, и записывать в любое произвольное место памяти, откуда происходит загрузка (загрузочная память). Т. е. двоичный код файлов загрузки никак не привязан к адресам загрузочной памяти, в ней можно сколько угодно разместить файлов загрузки, и в любом порядке, и даже с пропусками между ними. Главное условие - правильно управлять кодом Boot ROM, инициализируя регистр R0 (или R3, в зависимости от типа используемой загрузочной памяти) нужным абсолютным адресом загрузочной памяти.

Ниже будут рассмотрены несколько примеров дампов файлов загрузки. В этих 3 примерах исполняемый код из файлов с расширением *.dxe преобразуются в загрузочные файлы с расширением *.ldr в двоичном формате с помощью elfloader.exe, вызываемой из командной строки.

@rem Генерация LDR-файла для Init Code в формате BIN:
@"C:\Program Files (x86)\Analog Devices\VisualDSP 5.0\elfloader.exe" .\Init_Sdram\Release\sdram.dxe
 -b Flash -f binary -Width 16 -o .\bin\sdram.ldr -si-revision 0.5 -proc ADSP-BF538 -MM

@rem Генерация LDR-файла для Init Code в формате BIN:
@"C:\Program Files (x86)\Analog Devices\VisualDSP 5.0\elfloader.exe" -init .\Init_Sdram\Release\sdram.dxe
 -b Flash -f binary -Width 16 -o .\bin\sdram-init-code.ldr -si-revision 0.5 -proc ADSP-BF538 -MM

@rem Генерация совмещенного Init Code + основная программа в формате BIN:
@"C:\Program Files (x86)\Analog Devices\VisualDSP 5.0\elfloader.exe" .\BF538\Release\main.dxe
 -b Flash -f binary -Width 16 -init .\Init_Sdram\Release\sdram.dxe -o .\bin\sdram-init-code-and-main.ldr
-si-revision 0.5 -proc ADSP-BF538 -MM

#include < defBF532.h >
 
.section program;
.EXTERN _InitSDRAM;

start:
   [--SP] = ASTAT;
   [--SP] = RETS;
   [--SP] = (r7:0);
   [--SP] = (p5:0);
   [--SP] = I0;
   [--SP] = I1;
   [--SP] = I2;
   [--SP] = I3;
   [--SP] = B0;
   [--SP] = B1;
   [--SP] = B2;
   [--SP] = B3;
   [--SP] = M0;
   [--SP] = M1;
   [--SP] = M2;
   [--SP] = M3;
   [--SP] = L0;
   [--SP] = L1;
   [--SP] = L2;
   [--SP] = L3;
   CALL _InitSDRAM;
   R0.H = 0x2000;
   R0.L = 0x4000;
   L3 = [SP++];
   L2 = [SP++];
   L1 = [SP++];
   L0 = [SP++];
   M3 = [SP++];
   M2 = [SP++];
   M1 = [SP++];
   M0 = [SP++];
   B3 = [SP++];
   B2 = [SP++];
   B1 = [SP++];
   B0 = [SP++];
   I3 = [SP++];
   I2 = [SP++];
   I1 = [SP++];
   I0 = [SP++];
   (p5:0) = [SP++];
   //(r7:0) = [SP++];
   (r7:1) = [SP++];
   RETS = [SP++];    // Модификация SP на 1 в случае R0 (загрузка из FLASH)
   RETS = [SP++];
   ASTAT = [SP++];
 

END:
   RTS;

[Ссылки]

1. VisualDSP++ 5.0 Loader and Utilities Manual site:analog.com.
2. Как происходит загрузка ADSP-BF533 Blackfin.
3. Blackfin ADSP-BF538.
4. ADSP-BF538: блок интерфейса внешней шины.