CN114546441A - 一种dsp与cpu通信方式的动态设定方法 - Google Patents

一种dsp与cpu通信方式的动态设定方法 Download PDF

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Abstract

一种DSP与CPU通信方式的动态设定方法，包括以下步骤：1）在链接脚本中增加存放全局符号的通信用数据段，增加通信方式设定的处理代码，编译并生成DSP固件；2）设定DSP与CPU所用的通信共享内存地址，加载DSP固件；3）启动DSP，读取所述通信共享内存地址的内容，并根据内容中的模式进行配置。本发明的DSP与CPU通信方式的动态设定方法，将通信共享内存地址和通信方式的设置放在加载DSP固件时进行动态配置，避免了对于不同项目不同的资源分配都必须重新编译各自的DSP固件并升级文件系统，减少了资源配置的复杂度。

Description

一种DSP与CPU通信方式的动态设定方法
技术领域
本发明涉及数字信号处理运行控制技术领域，尤其涉及一种DSP与CPU通信方式的动态设定方法。
背景技术
随着现代集成电路产业的发展，越来越多的电子产品中应用了DSP芯片，以汽车电子为例，需要基于DSP芯片实现图像，语音，以及神经网络等各种处理，并与应用CPU之间进行数据交互与控制执行，完成异构计算。
为了能够使得DSP芯片和应用CPU之间的交互得以完成，设定DSP与CPU之间的通信方式是不可或缺的重要步骤。其中，包括设定DSP与CPU所用的通信共享内存地址，以及两者分别采用中断或者轮询的通信方式。
现有技术中，DSP与CPU所用的通信共享内存地址和通信方式一般是在DSP固件编译时直接确定，当CPU加载DSP固件时，按照固件中确定的方式进行通信。这种做法灵活性不足，因为系统资源配置在实际项目中经常会发生调整，如果固定了DSP与CPU通信之间的通信共享内存地址和通信方式，对于不同的项目，有不同的资源配置，都需要修改编译DSP固件，增加了不同项目系统资源调整的复杂程度。
发明内容
为了解决现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种DSP与CPU通信方式的动态设定方法，在加载DSP固件时，根据需求动态地设定DSP与CPU所用的通信共享内存地址，并分别配置DSP和CPU使用中断或者轮询的模式，保持系统的灵活性。
为了实现上述目的，本发明提供的DSP与CPU通信方式的动态设定方法，包括以下步骤：
1)在链接脚本中增加存放全局符号的通信用数据段，增加通信方式设定的处理代码，编译并生成DSP固件；
2)设定DSP与CPU所用的通信共享内存地址，加载DSP固件；
3)启动DSP，读取所述通信共享内存地址的内容，并根据内容中的模式进行配置。
进一步地，所述步骤1)还包括，
在链接脚本中增加名为communication section的通信用数据段；
定义communication_base，作为DSP与CPU通信使用的通信共享内存地址的全局符号，并放入所述通信用数据段中；
定义handshake_data，用于放置DSP和CPU使用的通信方式的配置的全局符号，并放入所述通信用数据段中；
增加通信方式设定的处理代码；
编译并生成ELF格式的DSP固件。
进一步地，所述handshake_data的数据结构为：
cpu_mode CPU通信模式配置，0：轮询1：中断
dsp_mode DSP通信模式配置，0：轮询1：中断
cpu_irq CPU irq号，供DSP触发CPU中断
dsp_irq DSP irq号，供DSP注册中断处理函数
进一步地，所述步骤2)还包括，
CPU读取DSP固件到内存中，寻找文件中communication section和communication_base，并确认.communicaion段在固件中存在；
修改communication_base符号所在地址的内容为需要的通信共享内存地址；
将handshake_data表放入communication section中；
开始DSP加载，将所有需要加载的代码段和数据段到指定的内存地址；
在通信共享内存地址handshake flag握手状态标志位写入HANDSHAKE_START。
进一步地，所述communication_base的内容为：
handshake flag 握手标志位：开始-START，成功-READY，失败-FAILED
buffers DSP和CPU交互内容
，
其中，handshake flag为握手状态标志位，Buffers为可读写的共享内存。
进一步地，所述步骤3)还包括，
DSP开始运行，读取communication_base指向的通信共享内存地址的内容，并确认handshake flag握手标志位的内容为HANDSHAKE_START；
DSP读取handshake_data的内容，并根据内容中的模式配置；
如配置成功，在communication_base指向的通信共享内存地址handshake flag握手标志位处写入HANDSHAKE_READY，否则写入HANDSHAKE_FAILED；
配置成功，根据模式配置进入模式运行，否则DSP停止。
更进一步地，所述DSP读取handshake_data的内容，并根据内容中的模式配置的步骤还包括，
若cpu_mode为irq模式，根据cpu_irq内容配置中断发送函数；
若dsp_mode为irq模式，根据dsp_irq内容注册中断处理函数。
为了实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括，存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的程序，所述处理器运行所述程序时执行上述DSP与CPU通信方式的动态设定方法的步骤。
为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述DSP与CPU通信方式的动态设定方法的步骤。
本发明提供的DSP与CPU通信方式的动态设定方法，与现有技术相比具有如下的有益效果：
通信共享内存地址和通信方式的设置放在加载DSP固件时动态配置，在系统资源配置发生变化时，避免了对于不同项目不同的资源分配都必须重新编译各自的DSP固件并升级文件系统，减少了资源配置的复杂度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为根据本发明的DSP与CPU通信方式的动态设定方法流程图；
图2为根据本发明的DSP固件编译处理流程图；
图3为根据本发明的CPU加载DSP固件处理流程图；
图4为根据本发明的DSP启动处理流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
图1为根据本发明的DSP与CPU通信方式的动态设定方法流程图，下面将参考图1，对本发明的本发明的DSP与CPU通信方式的动态设定方法进行详细描述。
首先，在步骤101，进行DSP固件编译。
在本发明实施例中，在链接脚本中增加存放作为DSP与CPU使用的通信共享内存地址的全局符号(communication_base)和用来放置DSP和CPU使用的通信方式的配置的全局符号(handshake_data)的通信用数据段(communication section)、增加通信方式设定的处理代码，编译并生成ELF格式的DSP固件。
在步骤102，CPU加载DSP固件，设定DSP与CPU所用的通信共享内存地址。
在本发明实施例中，CPU读取DSP固件到内存中，查询communication section并修改communication_base和handshake_data，将所有需加载的communication section加载到指定内存，完成DSP与CPU所用的通信共享内存地址的设定。
在步骤103，DSP启动处理。
在本发明实施例中，读取通信共享内存地址，并根据读取的内容中的模式进行配置，完成DSP启动。
以上步骤完成之后，DSP和CPU就可以通过communication_base指向的通信共享内存地址处的buffers读写交互内容，通过所配置的中断或者轮询，进行通信。
实施例2
图2为根据本发明的DSP固件编译处理流程图，下面将参考图2，对本发明的DSP固件编译处理流程进行详细描述。
本发明实施例中，DSP固件编译时的处理主要是增加一个通信用数据段(section)和两个符号，以及相关处理代码。
在步骤201，在链接脚本中增加一个名为communication section的通信用数据段：
Figure BDA0003505150260000051
在步骤202，定义全局符号communication_base，作为DSP与CPU使用的通信共享内存地址，定义该地址为0，放在步骤201中增加的通信字段中：
_attribute_((section(″.communication″)))void*communication_base＝0。
在步骤203，定义全局符号handshake_data，用来放置DSP和CPU使用的通信方式的配置，放在步骤201中定义的section中：
_attribute_((section(″.communication″)))struct handshake handshake_data＝{0}。
本发明实施例中，handshake_data的数据结构如下：
cpu_mode CPU通信模式配置，0：轮询1：中断
dsp_mode DSP通信模式配置，0：轮询1：中断
cpu_irq CPU irq号，供DSP触发CPU中断
dsp_irq DSP irq号，供DSP注册中断处理函数
。
在步骤204，增加通信方式设定的处理代码，用于读取communication_base和handshake_data的内容并进行处理。
在步骤205，编译并生成ELF格式的固件。
实施例3
图3为根据本发明的CPU加载DSP固件处理流程图，下面将参考图3，对本发明的CPU加载DSP固件处理流程进行详细描述。
在步骤301，读取DSP固件到内存中，寻找文件中communication section和全局符号communication_base，并确认.communicaion段在固件中存在。
本发明实施例中，固件readelf工具显示的elf格式固件文件的section表如下：
Figure BDA0003505150260000061
其中，Nr表示section的编号，Name表示section的名称，Type表示section的类型(strtab表示该section为字符串表，symtab表示该section为符号表，progbits表示为代码段)，Addr表示该section加载到的内存地址，Off为该section在elf文件中的偏移，Size表示该seciotn的大小。Addr、Off、Size的具体值在编译时由编译器动态决定。
通过.symtab和.strtab找到符号communication_base，确认其ndx为.communication的nr。ndx、nr均为编号，readelf工具显示section和symbol table的名字略有不同
readelf工具打印出的communication_base全局符号表(symbol table)项为：
Figure BDA0003505150260000062
其中，num是编号，value是地址，size是改符号占用的内存大小，type为类型，bind为局部还是全局，vis为可见范围，ndx为该符号所在的段(section)的编号(这里的num，value和ndx编译时由编译器动态决定，不固定)这里主要是展示一下ndx会和前面section表的nr一致。
在步骤302，将全局符号communication_base地址处的内容修改为需要的通信共享内存地址。
本发明实施例中，将步骤301中获得的communication_base全局符号的Value项减去communication section的Addr项，即可得到communication_base在communicationsection中的偏移。而communication section在固件中的偏移可由固件section中的Off得到，两者相加，即可得到communication_base符号在固件中的偏移，再加上读取固件放置到内存的地址，可得到该符号在内存中的具体地址，将其内容修改为需要的值。
在步骤303，在communication section中放入handshake_data表。
本发明实施例中，readelf工具打印出的communication_base全局符号表项为：
Figure BDA0003505150260000071
其中，Num是编号，Value是地址，Size是改符号占用的内存大小，Type为类型，Bind为局部还是全局，Vis为可见范围，Ndx为该符号所在的段(section)的编号，Name为符号名，这里只是表明在elf的符号表中名为handshake_data的符号存在。
本发明实施例中，使用与步骤302中相同的方式获得handshake_data表在固件中的偏移。将handshake_data表内容修改为按照handshake的结构放置的cpu通信模式、dsp通信模式、cpu的irq和dsp的irq。
在步骤304，已读取到内存中的固件完成所有修改后，开始加载，将所有需加载的代码段和数据段section加载到指定内存(包括dsp内部ram)。
在步骤305，将HANDSHAKE_START(握手启动)写入到通信共享内存地址handshakeflag握手状态标志位，等待DSP回应。
本发明实施例中，communication_base指向的通信共享内存地址处的内容为：
handshake flag 握手标志位：开始-START，成功-READY，失败-FAILED
buffers DSP和CPU交互内容
，
其中，handshake flag是握手状态标志位，cpu会写入HANDSHAKE_START开始握手过程；DSP会根据handshake_data表中的设置进行配置，如果配置成功，会写入HANDSHAKE_READY，失败则写入HANDSHAKE_FAILED。CPU根据返回的flag确定下一步操作；Buffers是一段双方均可读写的共享内存，可以根据需要分配存放业务相关的交互数据，对buffers的操作为常规操作。
实施例4
图4为根据本发明的DSP启动处理流程图，下面将参考图4，对本发明的DSP启动处理流程进行详细描述。
在步骤401，初始化运行时环境工作。
在步骤402，读取communication_base全局符号指向的通信共享内存地址的内容。
本发明实施例中，communication_base的内容已被CPU在加载时写入为需要的通信共享内存地址，读取此地址。
在步骤403，若此地址的内容为HANDSHAKE_START，进行下一步骤，否则返回步骤402重新读取。
在步骤404，读取handshake_data的内容，并根据内容中的模式配置。
本发明实施例中，handshake_data的内容已被CPU写入为所需配置。读取handshake_data的内容，按handshake的结构进行解析：
若cpu_mode为1即irq模式，根据cpu_irq内容配置中断发送函数；
若dsp_mode为1即irq模式，根据dsp_irq内容注册中断处理函数。
在步骤405，根据配置结果将HANDSHAKE_START或者HANDSHAKE_FAILED写入communication_base全局符号指向的通信共享内存地址handshake flag握手状态标志位。
本发明实施例中，如果配置成功，往communication_base指向的通信共享内存地址handshake flag握手状态标志位写入HANDSHAKE_READY，完成通信方式的设置。如果配置失败，往communication_base指向的通信共享内存地址handshake flag握手状态标志位写入HANDSHAKE_FAILED，DSP停止运行。
在配置成功的情况下，若dsp_mode为1即irq模式，进入中断等待，等待CPU发送中断；若dsp_mode为0即polling模式，循环读取buffers内存处等待CPU写入新数据。
在步骤406，根据dsp_mode的配置进入irq模式或者polling模式继续运行。
实施例5
本发明的一个实施例中，还提供一种电子设备，包括，存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的程序，所述处理器运行所述程序时执行上述DSP与CPU通信方式的动态设定方法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述DSP与CPU通信方式的动态设定方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种DSP与CPU通信方式的动态设定方法，包括以下步骤：
1）在链接脚本中增加存放全局符号的通信用数据段，增加通信方式设定的处理代码，编译并生成DSP固件；
2）设定DSP与CPU所用的通信共享内存地址，加载DSP固件；
3）启动DSP，读取所述通信共享内存地址的内容，并根据内容中的模式进行配置。
2.根据权利要求1所述的DSP与CPU通信方式的动态设定方法，其特征在于，所述步骤1）还包括，
在链接脚本中增加名为communication section的通信用数据段；
定义communication_base，作为DSP与CPU通信使用的通信共享内存地址的全局符号，并放入所述通信用数据段中；
定义handshake_data，用于放置DSP和CPU使用的通信方式的配置的全局符号，并放入所述通信用数据段中；
增加通信方式设定的处理代码；
编译并生成ELF格式的DSP固件。
3.根据权利要求2所述的DSP与CPU通信方式的动态设定方法，其特征在于，
所述handshake_data的数据结构为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
4.根据权利要求2所述的DSP与CPU通信方式的动态设定方法，其特征在于，所述步骤2）还包括，
CPU读取DSP固件到内存中，寻找文件中communication section和communication_base，并确认.communicaion段在固件中存在；
修改communication_base符号所在地址的内容为需要的通信共享内存地址；
将handshake_data表放入communication section中；
开始DSP加载，将所有需要加载的代码段和数据段到指定的内存地址；
在通信共享内存地址handshake flag握手状态标志位写入HANDSHAKE_START。
5.根据权利要求4所述的DSP与CPU通信方式的动态设定方法，其特征在于，
所述communication_base的内容为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，
其中，handshake flag为握手状态标志位，Buffers为可读写的共享内存。
6.根据权利要求2所述的DSP与CPU通信方式的动态设定方法，其特征在于，所述步骤3）还包括，
DSP开始运行，读取communication_base指向的通信共享内存地址的内容，并确认handshake flag握手标志位的内容为HANDSHAKE_START；
DSP读取handshake_data的内容，并根据内容中的模式配置；
如配置成功，在communication_base指向的通信共享内存地址handshake flag握手标志位处写入HANDSHAKE_READY，否则写入HANDSHAKE_FAILED；
配置成功，根据模式配置进入模式运行，否则DSP停止。
7.根据权利要求6所述的DSP与CPU通信方式的动态设定方法，其特征在于，所述DSP读取handshake_data的内容，并根据内容中的模式配置的步骤还包括，
若cpu_mode为irq模式，根据cpu_irq内容配置中断发送函数；
若dsp_mode为irq模式，根据dsp_irq内容注册中断处理函数。
8.一种电子设备，其特征在于，包括，存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的程序，所述处理器运行所述程序时执行权利要求1-7任一项所述的DSP与CPU通信方式的动态设定方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行权利要求1-7任一项所述的DSP与CPU通信方式的动态设定方法的步骤。
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