TMS320C54x DSP在線燒寫FLASH存儲(chǔ)器并實(shí)現(xiàn)自舉引導(dǎo)的方法

摘要：通過一個(gè)完整的實(shí)例，詳細(xì)闡述了TMS320C54x系列DSP芯片在線燒寫FLASH存儲(chǔ)器。并實(shí)現(xiàn)自舉引導(dǎo)的方法。給出了硬件連接方案和完整的C語言燒寫程序。 關(guān)鍵詞：TMS320C54x FLASH 燒寫 自舉引導(dǎo) 在DSP系統(tǒng)中通常貼片式FLASH存儲(chǔ)器保存程序，并且在上電或復(fù)位時(shí)再將存儲(chǔ)在FLASH中的程序搬移到DSP片內(nèi)或者片外的RAM中全速運(yùn)行。這個(gè)“程序搬移”的過程叫做自舉加載。 本文以TMS320C5416 DSP對(duì)MBM29LV400BC存儲(chǔ)器的操作為例，詳細(xì)闡述了在線燒寫FLASH并實(shí)現(xiàn)自舉加載的方法。該方法適合于大多數(shù)C54x系列DSP對(duì)符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的FLASH的操作。為便于讀者使用，本文的程序全部采用C語言編寫。1 TMS320C5416與MBM29LV400BC的硬件接口 MBM29LV400BC與TMS320C5416的接口很方便，前者只需作為后者的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與其進(jìn)行連接，而中間的邏輯電路采用CPLD實(shí)現(xiàn)即可。這里使用16位數(shù)據(jù)寬度，所以BYTE引腳通過一個(gè)上拉電阻接到3.3V電源。連接電路原理如圖1所示。相應(yīng)的VHDL語言程序?yàn)椋? FLASH_CE<=DSP_DS; FLASH_OE<=(NOT DSP_R_W)OR DSP_MSTRB; FLASH_WE<=DSP_R_W OR DSP_MSTRB; 2 TMS320C5416自舉引導(dǎo)過程 當(dāng)MP/MC=0時(shí)，TMS320C5416被置于微計(jì)算機(jī)模式。上電或復(fù)位時(shí)，程序指針指向片內(nèi)ROM區(qū)的FF80H單元，該單元放置了一條跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到F800H單元。而F800H就是自舉加載器（Bootloader）引導(dǎo)程序的起始單元。 Bootloader的任務(wù)就是將存放在外部FLASH中的程序“搬運(yùn)”到DSP內(nèi)部或外部的RAM區(qū)，“搬運(yùn)”完后跳轉(zhuǎn)到程序入口處執(zhí)行。存放在外部FLASH中的用戶程序與一些必要的引導(dǎo)信息組合在一起，稱為Boot表示（自舉表）。16位模式下通用的Boot表結(jié)構(gòu)如表1所示。表1 16位模式下通用Boot表結(jié)構(gòu) 序 號(hào)內(nèi)容及意義110AA（16位存儲(chǔ)格式）2SWWSR值3BSCR值4Boot之后程序執(zhí)行入口偏移地址XPC5Boot之后程序執(zhí)行入口地址PC6第一個(gè)程序段的長(zhǎng)度7第一個(gè)程序段要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)域移地址8第一個(gè)程序段要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)地址9第一個(gè)程序段代碼…10第二個(gè)程序段的長(zhǎng)度11第二個(gè)程序段要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)偏移地址12第二個(gè)程序段要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)地址13第二個(gè)程序段代碼…14Boot表結(jié)構(gòu)標(biāo)志：0x0000TMS320C5416提供了多種自舉加載的方法。在此使用并行加載模式，因此令I(lǐng)NT2=1和INT3=1。在并行模式下，自舉表放在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的32K高端地址區(qū)間：8000H～0FFFH。自舉表首地址放在數(shù)據(jù)空間的0FFFFH單元。加載時(shí)，Bootloader讀取數(shù)據(jù)空間的0FFFFH單元中的內(nèi)容，將其作為首地址，從該地址開始復(fù)制數(shù)據(jù)到內(nèi)部的程序空間。復(fù)制完畢后，Bootloader便跳轉(zhuǎn)到指定的程序入口地址，開始執(zhí)行用戶程序。 3 MBM29LV400BC的操作命令字及其C語言程序 MBM29LV400BC是FUJITSU公司的FLASH產(chǎn)品，容量為4M，其外部引腳和控制命令字都符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)分成11扇區(qū)。 對(duì)FLASH的讀取可以直接進(jìn)行。但對(duì)FLASH的寫入和擦除等操作卻是通過命令字進(jìn)行的。考慮到FLASH的起始單元是8000H，加上命令字所提供的偏移地址，可以得到如下幾常用的操作命令字： 讀/復(fù)位命令：往FLASH任意一個(gè)單元寫入數(shù)據(jù)0F0H，都可導(dǎo)致FLASH復(fù)位，從而使其處于“讀”模式。 編程命令：需要四個(gè)總線周期。在字模式（16位數(shù)據(jù)寬度）下，如表2所示。表2 FLASH編程命令 周期1（解鎖）2（解鎖）3（建立）4（編程）地址8555H82AAH8555HPA（編程地址）數(shù)據(jù)0AAH55H0A0HPD（編程數(shù)據(jù)）擦除命令：有片擦除和扇區(qū)擦除兩種方式，需六個(gè)總線周期。在字模式下，如表3所示。表3 FLASH擦除命令 周期1（解鎖）2（解鎖）3（建立）4（解鎖）5（解鎖）6（片擦除）6（扇區(qū)擦除）地址8555H82AAH8555H8555H82AAH8555HSA（扇區(qū)號(hào)）數(shù)據(jù)0AAH55H080H0AAH55H10H30H在向FLASH寫入上述命令的時(shí)候，當(dāng)最后一個(gè)總線周期完成時(shí)，F(xiàn)LASH便會(huì)啟動(dòng)內(nèi)部算法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)擦除、編程等內(nèi)部操作。 對(duì)FLASH的正確操作順序是：先復(fù)位，再擦除（片擦除或者扇區(qū)擦除），最后編程。 FLASH進(jìn)行內(nèi)部操作需要一定的時(shí)間，在這個(gè)過程中，F(xiàn)LASH會(huì)提供一些標(biāo)志信號(hào)，通知用戶內(nèi)部操作過程是否已經(jīng)結(jié)束。為簡(jiǎn)單起見，在對(duì)FLASH操作時(shí)不查詢?nèi)魏螛?biāo)志，而是采取延時(shí)的方法，等待FLASH內(nèi)部操作結(jié)束，再進(jìn)行下一步。延時(shí)的時(shí)間應(yīng)該足夠長(zhǎng)，以保證FLASH擦除或編程成功。具體的延時(shí)時(shí)間應(yīng)根據(jù)不同的系統(tǒng)確定。 根據(jù)上述FLASH的操作原理，編寫了如下幾個(gè)主機(jī)的C語言操作子程序： typedef unsigned char BYTE; void ResetFlash() //FLASH復(fù)位子程序 { BYTE *pa; pa=(BYTE *)0x8000; *pa=0x0F0; } void EraseFlash() //FLASH片擦除子程序 { BYTE *pa; pa=(BYTE *)0x8555; *pa=0x0AA; pa=(BYTE *)0x82AA; *pa=0x055; pa=(BYTE *)0x8555; *pa=0x080; pa=(BYTE *)0x8555; *pa=0x0AA; pa=(BYTE *)0x82AA; *pa=0x055; pa=(BYTE *)0x8555; *pa=0x010; delay_10s(); //延時(shí)10s } void WriteFlash(BYTE *pa,int pd)//寫FLASH某個(gè)單元的子程序 { BYTE *tmp; tmp=(BYTE *) 0x8555; *tmp=0x0AA; tmp=(BYTE *)0x82AA; *tmp=0x055; tmp=(BYTE *)0x8555; *tmp=0x0A0; *pa=pd; delay_200ms(); //延時(shí)200ms } 延時(shí)子程序可用簡(jiǎn)單的加法計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)，例如延時(shí)10s的子程序示例如下： delay_10s() { int i; int j; for(i=0;i<0x100;i++) { for(j=0;j<0x01000;j++); } } 具體的延時(shí)時(shí)間需要根據(jù)系統(tǒng)的時(shí)鐘設(shè)置，應(yīng)重新調(diào)整延時(shí)子程序中的i和j的值來確定，直到能夠成功操作FLASH為止（可以通過CCS集成開發(fā)環(huán)境的“View→Memory...”菜單命令來查看被操作的FLASH單元是否成功擦除或?qū)懭耄? 4 TMS320C5416在線燒寫MBM29LV400BC的C語言程序 利用CCS編譯并鏈接得到的目標(biāo)文件（*.out文件）是二進(jìn)制的COFF格式文件，需要利用Hex轉(zhuǎn)換工具將其轉(zhuǎn)換為大多數(shù)編程器能夠接收的格式之一（如ASCII碼十六進(jìn)制格式、Intel格式等），然后利用專門的燒寫工具燒寫FLASH，這個(gè)方法在一般的用戶系統(tǒng)上不便于實(shí)現(xiàn)。但是根據(jù)前面所述DSP的Boot原理，則可以寫一段很簡(jiǎn)單的燒寫程序，按照Boot表格式，將目標(biāo)代碼在線燒寫進(jìn)FLASH。 現(xiàn)在用一個(gè)實(shí)際的例子來說明在線燒寫的過程。具體過程如下： 建立兩個(gè)獨(dú)立的工程文件：MyProject.pjt和FlashBurn.pjt。前者生成的目標(biāo)文件就是要燒入到FLASH中的用戶程序，后者則用來實(shí)現(xiàn)燒入過程。MyProject.pjt有兩個(gè)程序段：第一段是“.text”段，位于0x1000開始的單元，長(zhǎng)度為0x2e。它用中斷的方法實(shí)現(xiàn)LED燈的閃爍；第二段為“.VECTORS”段，位于0x0080開始的單元，長(zhǎng)度為0x0078。它實(shí)現(xiàn)中斷向量表的重新映射。程序執(zhí)行入口地址也在0x1000單位。燒寫的只需燒寫用戶程序的已初始化段（代碼或數(shù)據(jù)表）。用戶程序各段的起始單元及其長(zhǎng)度可以參考該工程編譯鏈接后的性成的.map文件（如本例的MyProject.map），這是編寫燒寫程序的依據(jù)。 燒寫工程文件MyProject.pjt只有一個(gè)程序段，定位在0x7000開始的存儲(chǔ)區(qū)（注意不要與MyProject.pjt所占的程序空間有重疊），并將其_c_int00直接定位到該區(qū)域。 用戶程序擬燒寫到外部FLASH的0x8000開始的存儲(chǔ)區(qū)。 兩個(gè)工作建立并且編譯完畢后，在CCS中先打開MyProject.pjt工程文件，用“File→Load Program...”菜單命令下載用戶程序目標(biāo)代碼MyProject.out；再打開MyProject.pjt工程文件，下載FlashBurn.out，運(yùn)行FlashBurn.out，即可將FlashBurn.out代碼及其Boot引導(dǎo)信息寫入到FLASH中。 脫離仿真器，令MP/MC=0，上電復(fù)位，即可實(shí)現(xiàn)自舉加載并自動(dòng)運(yùn)行。 本例的燒寫工程文件MyProject.pjt的C語言主程序如下： typedef unsigned char BYTE; void main() { BYTE *FlashPtr; //指向FLASH的指針 Int FlashData; //寫往FLASH的數(shù)據(jù) Int i; BYTE *OriMem; //代碼在片內(nèi)RAM的源地址 Int iDatalen; //代碼段長(zhǎng)度 ResetFlash(); //復(fù)位FLASH EesetFlash(); //整片擦除FLASH //開始燒寫FLASH，下面為Boot表引導(dǎo)信息 FlashPtr=(BYTE *)0x8000; FlashData=0x10AA; //置16位存儲(chǔ)器格式 WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x7FFF; //置SWWSR初始化值 WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x0F800; //置BSCR初始化值 WriteFlash(flashPtr++,FlashData); FlashData=0x0000; //程序執(zhí)行入口偏移地址XPC WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x1000; //程序執(zhí)行入口地址PC WriteFlash(FlahsPtr++,FlashData); FlashData=0x002e; //第一個(gè)程序段的長(zhǎng)度 WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x0000; //第一個(gè)程序要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)偏移地址 WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x1000; //第一個(gè)程序段要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)地址 WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); //開始燒寫第一段程序 OriMem=(BYTE *)0x1000; //第一段程序首地址 iDatalen=0x002e; //第一段程序長(zhǎng)度 for(i=0;i