双核处理器ARM+DSP怎么完成协同作业

针对当时运用的复杂性，SOC芯片更好能能满意运用和媒体的需求，集成许多接口，用ARM做为运用处理器进行多样化的运用开发和用户界面和接口，运用DSP进行算法加快，特别是媒体的编解码算法加快，既能够坚持算法的灵活性，又能供给强壮的处理才干。德州仪器（TI）继榜首系列Davinci芯片DM644x之后，又接连推出了DM643x，DM35x/36x，DM6467，OMAP35x，OMAPLx等一系列ARM＋DSP或ARM＋视频协处理器的多媒体处理器渠道。许多有很强DSP开发经历的工程师，以及运用处理开发经历的工程师都转到运用达芬奇或OMAP渠道上开发视频监控、视频会议及便携式多媒体终端等产品。依据ARM+DSP的芯片架构，怎么进行开发完成做希望的嵌入式运用呢？
传统的芯片，根本是一个处理器内核，或许是通用处理器如ARM，或许是DSP。关于操控和用户接口，一般用通用处理器完成，算法处理或许媒体处理则依赖于DSP或许硬件芯片，许多体系都是双芯片的架构。开发形式也比较单纯，比方ARM芯片，有ARM的的仿真东西，依据OS之上进行运用开发；DSP有DSP的开发东西，如TI的CCS以及510、560的仿真器，能够进行算法的移植、优化、盯梢、调试等。这时，所需求的经历也比较单一。

依据ARM+DSP的双核架构，许多工程师不知道怎么下手进行开发，提出了许多的疑问，比方对ARM工程师，很困惑的是怎么运用DSP的资源？怎么进行数据的交互？怎么坚持双核之间的同步？对DSP工程师，则问到怎么进行ARM调试？怎么发动DSP？假如进行媒体加快，怎么操作外设获取或发送数据等。依据不同的开发经历和根底，ARM工程师和DSP工程师会从彻底不同的视点来看SOC的芯片，以至于拿到SOC的芯片底子不知道怎么下手，这儿就自己的经历与我们同享一下。

首要ARM+DSP的芯片，他是一个双核的，对应ARM和DSP分别是不同的指令集和编译器，能够把SOC的芯片看成是两个单芯片的组成，需求两套不同的开发东西，CCS3.3能够进行芯片级的调试和仿真，可是对应ARM和DSP需求挑选不同的渠道。一般来说，ARM上面跑操作体系，比方Linux，Wince等，在ARM上的开发，除了bootloader以外，根本都是依据OS的开发，比方驱动，内核削减，以及上层运用等，需求的调试和仿真主要靠log或许OS供给的调试器，如KGDB，Platform Builder等。依据DSP核的开发和传统单核DSP相同，需求用CCS+仿真器来进行开发调试。

其次，关于芯片的外设接口，ARM核和DSP核都能够拜访，典型的状况是ARM操控一切的外设，经过OS上的驱动去操控和办理，这部分和传统的ARM芯片相似；DSP主要是进行算法加快，仅仅和memory打交道，为了坚持芯片的资源办理的一致性，尽量防止由DSP去拜访外设。当然，依据详细的运用需求，DSP也是能够操控外设接口进行数据的收发，这时，需求做好体系的办理，防止双核操作的抵触。

对memory的运用，非易失的存储空间，比方NAND、NOR Flash，根本也是由ARM拜访，DSP的算法代码作为ARM端OS文件体系的一个文件存在，经过运用程序进行DSP程序的下载和DSP芯片的操控。外部RAM空间，即DDR存储区，是ARM和DSP同享存在的，可是在体系规划的时分，需求把ARM和DSP运用的内存严厉物理地址分隔，以及预留出一部分用来交互的内存空间。一般状况，ARM是用低端地址，DSP经过CMD文件分配高端地址，中心预留部分空间用来做数据交互，比方在OMAP3的Linux下的DVSDK中，128MB的DDR空间被分红三部分，低端地址从0x8000000到0x85800000-1的88MB空间给Linux内核运用；从0x85800000到0x86800000-1的16MB给CMEM的驱动，用来做ARM和DSP的大块数据交互，从0x86800000到0x88000000-1的24MB是DSP的代码和数据空间。

芯片的发动也是需求要点考虑的问题，一般状况下，是ARM发动，和传统的单核ARM相同，支撑不同的发动方法，比方能够支撑NAND，NOR，UART，SPI，USB，PCI等接口发动。DSP默许处于复位状况，只要经过ARM的运用下载代码而且免除复位今后，DSP才干跑起来。有些运用场景，需求DSP直接从外部上电就自发动，有些芯片也是支撑这种形式的。

终究，关于芯片的通讯和同步，这个是困扰许多工程师的问题，为了便于客户的开发和运用，TI供给了DSPLINK，CODEC ENGINE的DVSDK开发套件，依据DVSDK能够很便利的进行ARM+DSP的运用开发，下面临DVSDK的软件架构，各个软件模块的功用等做扼要介绍。

DVSDK是多个软件模块的集成，包括纯DSP端的软件模块，ARM的软件模块和双核交互的软件模块。DVSDK的软件包都是依据实时软件模块（Real-Time-Software-Component：RTSC）的，还需求装置RTSC的东西XDC，XDC是TI开源的一个东西，能够支撑跨渠道的开发，能够最大程度的代码重用；假如需求进行纯ARM的开发，还需求ARM的编译东西以及Linux内核或许Wince的BSP；假如需求进行DSP的算法开发或许DSP端开履行代码生成，还需求装置DSP的编译器cgtools和DSP/BIOS；为了便于装备生成DSP端的可履行代码，经过导游生成Codec的RTSC包和可履行代码，还能够选装ceutils和cg_xml。

DVSDK的中心是Codec Engine，一切的其他软件模块根本都是环绕Codec Engine的。Codec Engine是衔接ARM和DSP的桥梁，是介于运用层（ARM侧的运用程序）和信号处理层（DSP侧的算法）之间的软件模块，在编译DSP端可履行代码和ARM端运用程序时，都需求Codec Engine的支撑。Codec Engine主要有两部分：
? ARM端运用适配层，供给了精简的API和对应的库给运用层运用。
? DSP的算法调用层，供给了DSP算法的接口封装标准，是的一切的算法经过简略的装备就能够编译到DSP的可履行程序中。
终究的运用程序需求经过Codec Engine的API接口来下载DSP代码，调用DSP端的封装好的算法，以及进行ARM和DSP的通讯。

关于Codec Engine的介绍，能够参阅《帮您快速入门Codec Engine》。

Codec Engine底层ARM和DSP的通讯是建立在DSP/BIOS Link之上的，DSP/BIOS Link真实完成ARM和DSP交互的软件模块。因为DSP/BIOS Link是跨渠道的，也是有ARM部分和DSP部分组成，其间在ARM端，包括依据OS的驱动和供运用调用的库文件，DSP端，有必要要用DSP/BIOS，DSP的可履行代码需求包括DSP/BIOS Link的库文件。DSP/BIOS

Link常用的主要有如下几部分的软件模块：
? PROC相关的，主要是用来做DSP芯片的操控，比方发动，中止等，下载DSP的可履行代码，以及直接读写DSP端的memory空间等
? MSGQ相关，ARM和DSP的通讯是依据MSGQ的，MSGQ有轮询等候的方法或许中止的方法，MSG是依据同享内存池的方法。Codec Engine经过MSGQ交互一些要害数据，比方操控，和一些大块数据的地址指针等。很多的数据交互需求经过cmem完成。

在ARM端，合作Codec Engine运用的软件模块有LinuxUtils或许WinceUtils，包括cmem，SDMA等，cmem是用来在OS之外分配接连物理内存空间，进行物理地址到虚地址，以及虚地址到物理地址空间转化的。为了防止数据的屡次仿制，需求拓荒一块ARM和DSP同享的数据空间，ARM和DSP都能够直接拜访，这部分空间需求经过CMEM办理。对ARM来说，CMEM是OS上的一个驱动程序，需求经过IOCTL来完成内存分配或许地址空间转化。因为DSP能够拜访任何物理地址空间，经过ARM传给DSP的指针有必要是物理地址。

为了适配一些播放器的接口，DVSDK还供给了DMAI（Digital Media Application Interface），DMAI供给了更为精简的媒体接口和依据OS的音视频捕捉、回放等接口，在Linux下的gstreamer和Wince下的dshow filter都是依据DMAI的。而且DMAI也供给了最根本的测验运用比如，能够很便利的进行修正和测验。

假如仅仅调用现成的或许第三方的算法库，能够只了解ARM端的软件模块，Codec Engine或许DMAI现已供给了丰厚的运用接口，DSP能够认为是个单纯的媒体加快器，把ARM+DSP的芯片当作ASIC相同运用。假如要充分发挥DSP的功能，就需求对DSP进行开发了。Codec Engine对DSP的算法仅仅标准了接口，以便于和Codec Engine一同生成DSP的可履行程序。