基于TMS320C6713及AM29LV800B的上電自舉設(shè)計(jì)

1 引言
    TMS320C6713(以下簡稱C6713)是TI公司推出的高性能浮點(diǎn)運(yùn)算DSP，采用超常指令字(VLIW)結(jié)構(gòu)。時(shí)鐘速率為300 MHz、225 MHz、200 MHz、167 MHz。EMIF作為C6713與外部存儲(chǔ)器之間的接口，可支持與各種外部器件無縫(即可尋址空間已分配完畢，且地址一致連續(xù))連接。EMIF存儲(chǔ)器映射由4個(gè)(CE0～CE3)空間組成，這4個(gè)空間彼此獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)不同訪問控制。C6713 DSP包含從Ox00000000地址開始的256 KB內(nèi)部RAM，但其內(nèi)部無非易失性存儲(chǔ)器，需要外擴(kuò)F1ash或ROM等非易失性存儲(chǔ)器。
    選用AMD公司的AM29LV800B Flash，具有1 Mx8 bit／512 Kxl6 bit的存儲(chǔ)空間，16位數(shù)據(jù)總線。支持程序?qū)?、擦除和懸掛，支持Flash數(shù)據(jù)集成，兼容普通F1ash接口F1ash In—terface(CEl)。

2 上電自舉硬件設(shè)計(jì)
    圖1為C6713與AM29LV800B的硬件原理框圖。

2．1 硬件連接說明
    圖1中C6713和AM29LV800B數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號(hào)均經(jīng)過33Ω排阻平波后相連接，這樣可有效減小總線上的信號(hào)波動(dòng)，提高系統(tǒng)抗干擾能力。
    Flash可提供硬件和軟件2種方法判斷其工作狀態(tài)，以確定數(shù)據(jù)寫入或擦除操作是否完成。其軟件方法是利用從F1ash讀取的數(shù)據(jù)判斷其狀態(tài)，讀取數(shù)據(jù)中的主要判斷位為SR7～SRl，它們之間的相互組合提供了軟件判斷工作狀態(tài)的方法。硬件判斷方法主要是利用F1ash的外部引腳輸出信號(hào)在命令序列的最后一個(gè)寫脈沖的上升沿后有效。當(dāng)該引腳輸出低電平時(shí)，表示Flash正在編程或擦除，而當(dāng)該引腳輸出高電平時(shí)，表示編程或擦除已完成。將此引腳與C6713 DSP的ARDY引腳相連，即可實(shí)現(xiàn)編程和擦除完成的硬件自動(dòng)判斷。
    由于Flash是從CEl空間加載程序，因此DSP的CEI與Flash的片選CE相連，這種連接可將Flash的內(nèi)部地址映射到DSP地址0x90000000上。
2．2 引導(dǎo)模式設(shè)定
    如圖1和表1所示HD3和HD4(HD[4：3])可通過跳線與3．3 V和地連接。當(dāng)拔去跳線帽時(shí)，HD[4：3]引腳輸入電平
“10”，引導(dǎo)模式設(shè)置為16 bit異步外部ROM引導(dǎo)，即系統(tǒng)中使用Flash引導(dǎo)。當(dāng)插上跳線帽時(shí)，HD[4：3]引腳輸入電平“00”，引導(dǎo)模式設(shè)置為32 bit主機(jī)口／仿真器引導(dǎo)

3 上電自舉過程

    當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)，由引導(dǎo)程序將應(yīng)用程序從外部存儲(chǔ)器引導(dǎo)到DSP應(yīng)用板上的高速存儲(chǔ)器或DSP內(nèi)部RAM中運(yùn)行，該過程就是上電自舉過程。由于Flash具有電信號(hào)刪除功能，且刪除速度快，集成度高，已成為此類外部存儲(chǔ)器的首選。
和以往TI公司的DSP引導(dǎo)方式不同，TMS320C6000系列DSP采用一種新的引導(dǎo)方法。對(duì)于C6713，若HD[4：3]引腳輸入電平為“10”，當(dāng)上電或系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，DSP會(huì)自動(dòng)將位于Flash地址空間(0x90000000～0x9FFFFFFF)開頭的1 KB代碼傳輸?shù)絉AM存儲(chǔ)空間“0”地址處，這就是一次引導(dǎo)。它的數(shù)據(jù)傳輸采用默認(rèn)時(shí)序，由DSP中的EDMA通道以單幀形式自動(dòng)傳輸。傳輸完成后，程序從地址“O”開始運(yùn)行。這些均由DSP自動(dòng)完成。很明顯，一次引導(dǎo)的代碼并不能滿足絕大多數(shù)編程者對(duì)代碼長度的要求，因此就需要二次引導(dǎo)過程。二次引導(dǎo)是將DSP一次引導(dǎo)的l KB代碼編寫成一個(gè)搬移程序，將用戶的主程序搬移到高速RAM中，并且搬移完成后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至主程序入口處運(yùn)行主程序。綜上所述，C6713的上電自舉過程分為一次引導(dǎo)和二次引導(dǎo)，其中，一次引導(dǎo)由DSP自動(dòng)完成，而二次引導(dǎo)則由用戶通過編程完成。

4 上電自舉及燒寫軟件設(shè)計(jì)
    圖2為整個(gè)上電自舉過程所需程序和各程序的搬移過程。首先將編譯連接好的引導(dǎo)程序、主程序和燒寫程序按照先后順序由仿真器下載至DSP內(nèi)部RAM，再執(zhí)行燒寫程序，將引導(dǎo)程序和主程序燒寫到Flash，然后斷開仿真器，關(guān)閉CCS．重新上電或復(fù)位DSP板，DSP自動(dòng)將Ox90000000～0x900003ff(1 KB)地址的數(shù)據(jù)全部搬移到I)SP內(nèi)部“0”地址開始的l KB空間中。搬移結(jié)束后，自動(dòng)執(zhí)行引導(dǎo)程序進(jìn)行二次引導(dǎo)，將主程序和中斷向量表搬移到內(nèi)部RAM中，從而結(jié)束整個(gè)上電自舉過程。

4．1 引導(dǎo)程序
    以下為引導(dǎo)程序部分代碼：

    A行利用匯編偽指令“．sect”為引導(dǎo)程序定義了一個(gè)段，通過鏈接命令文件將該段程序準(zhǔn)確定位在指定的地址空間。B行引用_c_int00子程序，是由系統(tǒng)自動(dòng)生成的復(fù)位中斷服務(wù)子程序，利用該子程序使程序在執(zhí)行完引導(dǎo)程序后跳轉(zhuǎn)到主程序入口地址執(zhí)行主程序。
4．2 C6713對(duì)Flash的操作
    對(duì)Flash的操作有復(fù)位、數(shù)據(jù)讀、擦除、燒寫。Flash的復(fù)位操作相對(duì)簡單，只要向Flash任意地址單元寫入數(shù)據(jù)“0xF0”便可實(shí)現(xiàn)其復(fù)位操作。數(shù)據(jù)讀與一般的RAM存儲(chǔ)器相同，但Flash的擦除和燒寫操作卻有其自身特點(diǎn)。
4．2．1 Flash的擦除
    由于Flash的燒寫操作只能將其內(nèi)部存儲(chǔ)單元由“1”改寫為“0”，反之不行，所以必須先將Flash內(nèi)部存儲(chǔ)單元擦除后才能寫操作。也就是說，擦除操作是將Flash內(nèi)部存儲(chǔ)單元全部寫為“1”。
    由Flash擦除命令字看出，F(xiàn)lash的擦除分為片擦除和扇區(qū)擦除，采用片擦除，需要向2個(gè)地址寫入不同數(shù)，從而擦除整個(gè)器件。其擦除子程序代碼如下：

      
    擦除操作完成后，可通過CCS查看0x90000000開始的單元，如均改寫成“0xFFFFFFFFF”則表明擦除成功。
4．2．2 Flash的燒寫
    通常燒寫有兩種方式，一種是在燒寫器上對(duì)器件燒寫后再插到PCB板上，待調(diào)試完成再將其焊接固定。但目前多采用貼片式元器件，所以方案采用第二種燒寫方法，即在線燒寫法。利用仿真器通過JTAG仿真口按照一定的時(shí)序和要求對(duì)Flash燒寫。燒寫部分程序代碼如下：

    在A行中，0x555左移1位后加到Flash的起始地址，這是因?yàn)閷慒lash要求向0x555地址寫入數(shù)據(jù)“Oxaa”，該地址為Hash的地址，即要求Flash地址線AO~A18上出現(xiàn)0x555數(shù)據(jù)，由于DSP的第l位地址線EA2與Flash的AO相連，32位DSP對(duì)指向“short”型數(shù)據(jù)的指針操作時(shí)會(huì)自動(dòng)將地址左移1位，以滿足對(duì)偶地址操作的要求，所以應(yīng)像A、B行中手動(dòng)將0x555，0x2aa地址左移l位，再加上DSP自動(dòng)左移1位，就使地址0x555的第1位出現(xiàn)在EA2上，即AO~A18得到數(shù)據(jù)0x555，而DSP實(shí)際輸出地址為Ox90000AAA。D行的操作是將32位DSP內(nèi)部RAM中的n個(gè)16位二進(jìn)制數(shù)搬移到16位Flash中，指針變量“flash_addr，source”均為指向“short”型數(shù)據(jù)的指針變量(16位)，所以Flash會(huì)使用全部的16位數(shù)據(jù)線，而DSP只使用32位數(shù)據(jù)線的低16位用于傳輸數(shù)據(jù)。
4．3 鏈接命令文件(*．cmd文件)
    鏈接命令文件是DSP開發(fā)過程中生成可執(zhí)行文件(．out)必不可少的一個(gè)文件。其作用是對(duì)DSP固有段和由用戶自定義的段在使用仿真器load程序時(shí)定位，將各段程序分配到存儲(chǔ)器的指定地址。這樣用戶就可以知道引導(dǎo)程序、中斷向量表和主程序在DSP內(nèi)存空間的準(zhǔn)確地址。
    由于待燒寫的引導(dǎo)程序、中斷向量表和主程序需定位在DSP內(nèi)存Ox00000000～0x00003FFF的地址空間中。燒寫程序需定位在Ox00004000～0x000141FF的地址空間。鏈接命令文件部分程序代碼如下：

5 結(jié)語
    以C6713為例，介紹了DSP的上電自舉過程及實(shí)現(xiàn)方法，詳細(xì)說明了其中關(guān)鍵問題及技術(shù)難點(diǎn)，并應(yīng)用程序?qū)嵗涂驁D加深讀者的理解。對(duì)于讀者開發(fā)TI公司的其他產(chǎn)品也有一定的借鑒作用，特別對(duì)于從事DSP設(shè)計(jì)的入門級(jí)人員會(huì)有很大的幫助。所涉及的內(nèi)容均經(jīng)過實(shí)踐證明，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。