[i] Пример взаимодействия двух ядер в МК К1901ВЦ1QI

ID статьи: 46345
Дата последнего изменения: 14.04.2022 08:47:07

Микроконтроллер К1901ВЦ1QI является двухъядерным, на борту которого расположено 32-разрядное RISC-ядро и 16-разрядное DSP. В данной статье будет рассмотрена работа и взаимодействие между собой двух подсистем на примере совместной отладки.

Взаимодействие двух подсистем

Основным ядром процессора К1901ВЦ1QI является RISC, DSP – подчиненным. Поэтому для начала выполнения DSP-программы, RISC-ядро должно выполнить инициализацию ядра DSP и записать в программную область код для выполнения. После этого ядра могут работать независимо друг от друга. Всё адресное пространство и вся память DSP (память данных, память программ, регистры периферийных блоков), за исключением регистров ядра, доступны RISC-ядру и, поскольку оно является ведущим в микроконтроллере, то на него возложены функции управления синхросигналами, сигналами сброса, режимами работы и энергопотребления. При подаче питания DSP-система находится в состоянии сброса. RISC загружает в ОЗУ область DSP нужную программу, после чего, непосредственно перед началом работы с подчиненной системой, снимает сброс, и DSP начинает выполнять поставленную задачу. По завершении выполнения задачи подсистема DSP может оповестить RISC-ядро, которое, в свою очередь, сформирует новую задачу или отключит DSP. Если RISC-ядро загружено непрерываемой задачей, то может пройти существенное время, прежде чем оно выполнит отключение уже неактивного DSP.


Рисунок 1 - Схема взаимодействия двух ядер  

CCS,CodeMaster-ARM, Jem-MultiChip

Для программирования и отладки DSP-подсистемы рекомендуется использовать Code Composer Studio v3.3. в сочетании с отладчиком компании "Фитон" JEM-MultiChip.


Рисунок 2 - Отладчик Jem-MultiChip.

Конечно же, среда CCS 3.3 не сможет работать с данным отладчиком «из коробки». Необходимо установить драйверы и саму среду компании "Фитон" CodeMaster-ARM, которая является посредником между CCS и отладчиком JEM-MultiChip.

Отладку ядер системы можно осуществлять независимо друг от друга, через один и тот же порт и с использованием одного и того же адаптера.

Поэтому, если нужно отлаживать только DSP-ядро, все равно необходимо открыть среду CodeMaster-ARM, чтобы установить связь с отладчиком. Работать только с ядром RISC можно по аналогии, как и с другими 32-разрядными МК компании: использовать такие же средства разработки в сочетании с совместимыми с ними средствами отладки.

Загрузить драйвер для отладчика можно с сайта производителя отладчика по данной ссылке.

Установку драйвера необходимо выполнять по данной инструкции(стр. 14).Затем необходимо произвести настройки среды CSS в зависимости от версии среды. Эти настройки также представлены в том же мануале (стр.18 для версии 2.2 и стр.22 для версии 3.3). Подключать отладчик можно как к разъёму JTAG-B, так и к разъему JTAG-A.

Проект

Архив проекта доступен в конце статьи.

_risc_dsp.rar – архив проекта под Code Composer Studio

_rdc.rar – проекта под CodeMaster-ARM.

Обе среды обязательно необходимо запускать с правами администратора.

После установки драйверов убедимся, что CCS обнаруживает отладчик. Для этого сначала запускаем CodeMaster-ARM, выбираем JTAG-эмулятор JEM-MultiChip.


Рисунок 3 - Выбор отладчика

Теперь CodeMaster можно свернуть и запустить CCS (запускать надо приложение Setup CCStudio v3.3). В нем мы видим, что выбрано устройство TMS320C5400_0 (является функциональным аналогом ЦОС ядра микроконтроллера) по результатам настройки из предыдущего раздела с отладчиком JEM.


Рисунок 4 - Конфигурация системы в среде Code Composer Studio

В этом окне выбираем вкладку File→ Start Code Composer Studio. После старта среды сверху будет вкладка с отладчиком JEM-MultiChip, где можно выбрать частоту TCK, это свидетельствует о том, что связь отладчика и среды установлена.


Рисунок 5 - Выбор частоты JEM-MultiChip

RISC

Теперь воспользуемся архивом

_rdc.rar

и откроем проект в ранее запущенном CodeMaster-ARM. Чтобы обеспечить взаимодействие двух систем RISC и DSP между собой, в системе реализованы два регистра прерываний. Один - от RISC к DSP (5 пользовательских прерываний), другой - от DSP к RISC(4 пользовательских прерывания). Рассмотрим сразу основную функцию:

void main()
{
   ClockConfig(); //настройка тактирования RISC и DSP
   PortsConfig(); //конфигурация портов ввода вывода
   UART3Config(); //конфигурация
   UART ClearRAMDSP(); //очистка ОЗУ DSP
   buffer = (uint32_t*)(DSP_BUFFER);
      for(temp=0;temp<256;temp++)
      {
        *buffer++ = temp;
      }
   buffer = (uint32_t*)(DSP_BUFFER);
   NVIC_EnableIRQ(DSP_IRQ_IRQn); // разрешение прерываний от DSP
   StartDSPTask(); // постановка задачи DSP записать информацию в программную область
   while(1);
}

В программе после настроек тактирования, конфигурирования портов и настройки UART, происходит постановка задачи для DSP-ядра, затем попадание в бесконечный цикл. DSP-программа принимает запрос на выполнение задачи и решает её. По завершении выставляется бит запроса прерывания DIRQ0. После ожидается постановка новой задачи. Как только выставляется запрос прерывания от DSP, RISC-ядро переходит в функцию обработчика прерываний void DSP_IRQ_IRQHandler, в которой происходит передача данных (буфер 256, 16-разрядных слов) через UART3, и вновь ставится DSP новая задача.

DSP

После разбора программы для RISC-ядра можно выполнить компиляцию и вернуться (или открыть заново) в CCS. Здесь открываем проект

_risc_dsp.rar

Поскольку ранее не работали с этой средой, начнём по пунктам. Выбираем вкладку Project→Open и выбираем файл с расширением *.pjt И слева в дереве проекта находим и открываем main.c Задача DSP в данном примере - сформировать счётчик в буфере и сгенерировать запрос к RISC.

#include "_include.h"
#include "math.h"
#define _SIZE 256
  
#pragma DATA_SECTION(_status,"_STATUS");
static unsigned short _status=0x0000;

#pragma DATA_SECTION(_buff,"_BUFF");
static float _buff[_SIZE];

#pragma DATA_SECTION(_intr_reg,"_INTR_RISC");
static unsigned short _intr_reg;

void main()
{
unsigned short _i;
unsigned short _counter=0;
float _in;
_in = 100.0;
while(1)
    {
     //while(!(_status&0x0001)) asm(" NOP ");
      for(_i=0;_i<_SIZE;_i++)
          _buff[_i] = sqrt(_in);//_counter++;
     _status &= ~0x0001;
      _intr_reg = 0x8001;
    }
}

Теперь можно также выполнить компиляцию проекта, выбрав вкладку Project→ Build(или можно воспользоваться клавишей F7).

Совместная отладка

Задача состоит в том, чтобы поймать обработанное прерывание от DSP к RISC. Для этого вернёмся в CodeMaster-ARM и выберем пункт в меню «Создать проект и запустить отладку» (Сочетание клавиш Shift+F7). Теперь перед запуском программы необходимо поставить точку останова в функции обработчика прерываний DSP_IRQ_IRQHandler. Так мы убедимся, что прерывание от DSP пришло и RISC запустил его обработку. Саму программу пока не запускаем.


Рисунок 6 - Интерфейс среды CodeMaster-ARM в режиме отладки

Возвращаемся в CCS. И приступим к отладке ЦОСа. Проект уже собран, теперь его необходимо загрузить. Для этого нужно перейти по вкладке File→Load Program. Затем выбрать объектный файл, и программа загрузится в память контроллера.

Есть более упрощенный вариант: перейти по вкладке Option→Customize. Затем - на вкладку Program/Project/CIO и поставить галочку напротив пункта “Load Program After Build”. Так после каждой сборки проекта он автоматически будет загружаться в контроллер. После выполнения загрузки сразу откроется окно Disassembly. Переходим во вкладку Debug→Go to main (сочетание клавиш Ctrl+M) - открывается main.c, а отладчик стоит в начале главной функции.


Рисунок 7 - Интерфейс среды Code Composer Studio в режиме отладки

Слева становятся доступны клавиши для отладки по шагам. Мы же просто запустим программу, выбрав Run ("бегущего человечка"). DSP выполняет задачу и постоянно генерирует запросы на прерывания к RISC. Возвращаемся в CodeMaster-ARM, запускаем программу и наблюдаем, как RISC-ядро встало на выставленной ранее точке останова, тем самым подтверждая полученный запрос на прерывание от DSP и приступив к его обработке. В функции обработчика идёт отправка данных по UART. Можно подключить плату к PC и наблюдать посылаемые данные при каждом прерывании от DSP.


Контактная информация

Сайт:https://support.milandr.ru
E-mail:support@milandr.ru
Телефон: +7 495 221-13-55