CCS Note 03: Using CLA Module to Run the Parallel Operation

Hsueh-Ju Wu 吳學儒

Published in

TI Code Composer Studio

10 min readJul 6, 2022

教學

如何使用F2837xD CLA模組

環境

本文使用
OS: Windows x64
Code Composer Studio Version: 11.1
開發板: LAUNCHXL-F28379D Development kit
C2000Ware_4_01_00_00 Example (v210版異常)

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參考資料

TMS320F2837xD Dual-Core Delfino Microcontrollers Technical Reference Manual

https://www.ti.com/lit/ug/spruhm8h/spruhm8h.pdf

LAUNCHXL-F28379D Overview User’s Guide (Rev. C)

https://www.ti.com/lit/pdf/sprui77

The TMS320F2837xD Architecture: Achieving a New Level of High Performance

https://www.ti.com/lit/pdf/sprt720

Section 1. 原理

Section 1.1 CLA模組特色

詳細可參考 Reference Manual p.672

可使用C語言撰寫程式
時脈與CPU一致(SYSCLKOUT)
特殊結構可獨立CPU外運作(平行運算)
可執行8個程式任務，可設定觸發源與對應CPU軟體中斷
部分CPU記憶體和外部設備可與CLA共享

Section 1.2 CLA記憶體介紹

詳細可參考 Reference Manual p.674

F2837xD Functional Block Diagram — **The TMS320F2837xD Architecture p.2**

CLA Program Memory
The CLA program can be loaded any of the local shared memories (LSxRAM) on the core.
(CLA程式需被加載在記憶體中執行，故此使用FLASH模式下，初始化CLA過程就需搬移程式進記憶體)

CLA Data Memory
Any of the device’s LSxRAMs can serve as data memory blocks to the CLA.
(CLA所使用之變數可以丟進LSx記憶體區段)

CLA Shared Message RAMs
There are two memory blocks for data sharing and communication between the CLA and the CPU on each CPU subsystem.
(分成兩塊CPU與CLA可讀可寫權限不同之記憶體，交換資料可利用此記憶體區塊)

two memory blocks for data sharing - **Reference Manual p.674**

Section 1.3 CLA記憶體匯流排介紹

CLA Memory Bus — **Reference Manual p.675**

由於CLA與CPU匯流排差異，所以須注意共享變數記憶體時須留意Address長度是否一致，若CLA與CPU有不同，需進行Alignment，否則將產生存取上問題，詳細請參考下列網址4.6節：

How are data types different on C28x and CLA?

https://software-dl.ti.com/C2000/docs/cla_software_dev_guide/faq.html?highlight=pointer#how-are-data-types-different-on-c28x-and-cla

例如：

For CLA an int is 32-bits
For C28x an int is 16-bit
For CLA a pointer is 16-bits
For C28x a pointer is 32-bit

Section 1.4 Tasks and Interrupt Vectors

CLA有8個Tasks排程可程式控制，即8個CLA模組內的Interrupt vectors (MVECT1 to MVECT8)，優先級Task1~Task 8由高至低
可由外部設備各別觸發(暫存器狀態MIRUN ，閒置flag MIFR clear)
Tasks執行到MSTOP結束，暫存器狀態MIRUN被清除
此時可再觸發相應的CPU中斷
CLA回歸閒置(MIFR set)

CLA (Type 1) Block Diagram — **Reference Manual p.673**

Peripheral interrupt trigger

由 DmaClaSrcSelRegs.CLA1TASKSRCSELx[TASKx] 控制任務觸發源

參考 Table 6–1. Configuration Options

Section 1.5 記憶體存取優先級與權限

若遇到CLA與CPU同時寫入讀取共同記憶體，則依照以下優先級處理

1. CLA WRITE
2. CLA READ
3. CPU WRITE
4. CPU READ

共享的記憶體CPU與CLA各別有以下權限

CLA to CPU Message RAM:

Allowed:
– CPU reads
– CLA data reads and writes
– CPU debug reads and writes
Ignored:
– CPU writes

CPU to CLA Message RAM:

Allowed:
– CPU reads and writes
– CLA reads
– CPU debug reads and writes
Ignored:
– CLA writes

Section 2. 程式範例

參考C2000Ware_4_01_00_00 - cla_matrix_mpy

程式概述，宣告x, y, z變數作為資料輸入(x, y)與資料輸出(z)
使用CLA進行矩陣運算z=xy，將結果存至z中

CPU程式是放在cla_matrix_mpy_cpu01.c中
CLA程式是放在matrix_mpy.cla中 (副檔名為 cla)
.cla檔名不可與主程式.c檔相同

Section 2.1 共用變數記憶體配置

由於此處資料輸入(x, y)，是由CPU進行寫入，CLA讀取
所以是放入CpuToCla1MsgRAM區塊

使用 C 程式代碼：

#pragma DATA_SECTION([variable], ”CpuToCla1MsgRAM”);
[type] [variable];

將變數丟入記憶體共享空間

此處資料輸出(z)，是由CLA進行寫入，CPU讀取
所以是放入Cla1ToCpuMsgRAM區塊

#pragma DATA_SECTION([variable], ”Cla1ToCpuMsgRAM”);
[type] [variable];

然後需在.cla檔中extern所需要共享的變數

之後操作起來就如同一般存取，沒有甚麼特別的，可能須注意資料型態，有些資料型態在CLA與CPU中記憶體長度不同，可能造成存取問題

Section 2.2 CLA記憶體初始化設定

CLA程式需被加載在記憶體中執行，故此使用FLASH模式下，初始化CLA過程就需搬移程式進記憶體，定義_FLASH即可啟用預設搬移程式

Section 2.3 CLA模組初始化設定

MVECTx 為 CLA內部中斷，即要執行的平行運算任務
CLA1_x_INT 為 CLA 運算完後觸發CPU之軟體中斷

可使用以下程式碼設定各別觸發源，參閱參考 Table 6–1. Configuration Options，無設定情況下預設使用軟體觸發(software trigger)，須設定IACKE

For x = [1, 4]
DmaClaSrcSelRegs.CLA1TASKSRCSEL1.bit.TASKx = [trigger source];
For x = [5, 8]
DmaClaSrcSelRegs.CLA1TASKSRCSEL2.bit.TASKx = [trigger source];