[i] Пример взаимодействия двух ядер в МК К1901ВЦ1QI
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.
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.
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.
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.
Сохранить статью в PDF
Файлы для скачивания
Документация
