基于DM642的FLASH分頁二級引導(dǎo)程序設(shè)計(jì)

0 引 言
    TMS320DM642是TI公司推出的一款高性能的數(shù)字多媒體處理器，具有二級存儲器和高速緩沖器，以及超長指令字結(jié)構(gòu)。其運(yùn)算速度快、體積小、功耗低的優(yōu)點(diǎn)使得它在多媒體處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。開發(fā)基于FLASH引導(dǎo)DM642的應(yīng)用系統(tǒng)，在系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)的自動(dòng)引導(dǎo)機(jī)制將FLASH中的應(yīng)用程序自動(dòng)加載到片內(nèi)RAM中去運(yùn)行。但是，由于自動(dòng)引導(dǎo)機(jī)制只能將片外FLAH中的1 KB代碼加載到RAM中。這就要求必須開發(fā)能夠?qū)?yīng)用程序全部加載的引導(dǎo)程序，即二級引導(dǎo)程序。

1 DM642的引導(dǎo)方式
    DM642主要有三種引導(dǎo)方式：
    (1)不加載。CPU直接開始執(zhí)行地址0處存儲器中的指令。如果該處存儲器是SDRAM，CPU會先掛起，直到SDRAM初始化完成。
    (2)ROM加載。位于外部CE1空間的ROM中的1 KB程序首先通過DMA／EDMA被搬入地址0處。盡管加載過程是在芯片從復(fù)位信號被釋放以后才開始的，但是當(dāng)芯片仍處于復(fù)位時(shí)，就開始準(zhǔn)備上述傳輸了。傳輸完成后，CPU退出復(fù)位狀態(tài)，開始執(zhí)行地址0處的指令。ROM中的程序存儲格式應(yīng)當(dāng)與芯片的端點(diǎn)模式一致。
    (3)主機(jī)加載。核心CPU停留在復(fù)位狀態(tài)，芯片其余部分保持正常。外部主機(jī)通過主機(jī)接口初始化CPU的存儲空間，包括片內(nèi)配置寄存器。所有初始化工作完成后，向接口控制寄存器的DSPINT寫“1”，結(jié)束引導(dǎo)。CPU退出復(fù)位狀態(tài)后，從地址0處開始執(zhí)行指令。
    在基于DM642的應(yīng)用系統(tǒng)中，主要采用ROM加載的引導(dǎo)方式，通過外掛FLASH芯片，將應(yīng)用程序存儲在FLASH中。系統(tǒng)斷電后應(yīng)用程序依然存在，使得系統(tǒng)能夠脫機(jī)運(yùn)行。并且，借助于二級引導(dǎo)程序，基于DM642的大規(guī)模應(yīng)用程序的開發(fā)也將更加方便、靈活。

2 DM642與FLASH的連接
    在本文中，DM642采用TI公司的TMS320DM642AGDK，F(xiàn)LASH采用AMD公司的AM29LV033C。
    TMS320DM642的工作時(shí)鐘最高可以達(dá)到720 MHz，處理性能可達(dá)5 760 MIPS，其通過外部存儲器接口(EMIF)訪問片外存儲器。EMIF接口分成四個(gè)空間，即CE0～CE3。FLASH映射到CE1空間，上電時(shí)采用8位ROM加載方式。AM29LV033C是一款4 M×8 b，3 V單電源供電的非易失存儲器。
    CE1子空間配置成8位異步靜態(tài)存儲器接口連接FLASH，由于DM642的外部地址總線只有20根，所以CE1的最大尋址范圍為1M×8 b。CE1只將前一半尋址空間分配給FLASH，后一半空間分配給了其他資源，即最大可尋址范圍是512K×8 b。為了尋址FLASH的所有空間，可對FLASH進(jìn)行分頁管理，將FLASH分成8頁，由位于CPLD中的頁地址寄存器通過PA19，PA20，PA21控制選頁。DM642與FLASH的連接示意圖如圖1所示。

    用分頁技術(shù)尋址FLASH所有空間，F(xiàn)LASH的每一頁均映射到CE1的相同地址空間(0x90000000～0x9007FFFF)。在二級引導(dǎo)程序進(jìn)行引導(dǎo)的過程中，每當(dāng)FLASH當(dāng)前頁到達(dá)頁末時(shí)，通過頁地址控制寄存器改變PA19，PA20，PA21的輸出電平來激活下一頁，完成引導(dǎo)過程。在本文中，以基于DM642的視頻采集、編碼和傳輸程序?yàn)槔?，詳?xì)說明DM642的二級引導(dǎo)程序的設(shè)計(jì)過程。

3 二級引導(dǎo)程序
3．1 引導(dǎo)過程
    二級引導(dǎo)裝載程序被放置在FLASH的起始地址處，一旦DSP上電復(fù)位，二級引導(dǎo)程序就會通過DM642的自動(dòng)加載機(jī)制加載到RAM的地址0處，且此時(shí)CPU復(fù)位，開始執(zhí)行二級引導(dǎo)程序。二級引導(dǎo)程序的引導(dǎo)過程為：首先對EMIF寄存器進(jìn)行配置，包括全局控制寄存器、CEx空間控制寄存器、SDRAM控制寄存器、時(shí)序控制寄存器以及擴(kuò)展控制寄存器等。然后，獲取程序入口地址，接著按照數(shù)據(jù)塊的格式獲取每個(gè)塊的字節(jié)數(shù)和目標(biāo)地址，開始拷貝代碼。當(dāng)獲取的字節(jié)數(shù)為0時(shí)，引導(dǎo)結(jié)束，CPU跳轉(zhuǎn)到C_int00處，建立C語言運(yùn)行環(huán)境，從main()處開始執(zhí)行。引導(dǎo)過程如圖2所示。

3．2 二級引導(dǎo)程序設(shè)計(jì)
    根據(jù)二級引導(dǎo)程序的引導(dǎo)過程編寫二級引導(dǎo)程序的實(shí)現(xiàn)代碼，二級引導(dǎo)程序用匯編語言編寫。下面是各部分的具體實(shí)現(xiàn)。
    (1)配置EMIF寄存器。定義EMIF寄存器基地址EMIF BASE=0x01800000，定義各個(gè)寄存器的配置值為：

    (2)拷貝應(yīng)用程序代碼。定義引導(dǎo)表的地址為COPY_TABLE=0x90000400，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

    (3)判斷是否到達(dá)頁末的代碼。頁地址控制寄存器的地址為0x90080011。在代碼拷貝的過程中，時(shí)刻判斷加載指針是否指向下一頁的開始，如果是，則返回到0x9000400，如果不是，則繼續(xù)拷貝。實(shí)現(xiàn)代碼如下：

   
    (4)執(zhí)行跳轉(zhuǎn)。代碼拷貝完成后，引導(dǎo)結(jié)束，執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令。代碼如下：

   
    另外，必須編寫相應(yīng)的命令文件以配合引導(dǎo)程序完成引導(dǎo)過程。在本例中，將二級引導(dǎo)程序放在．boat-load段中，并在命令文件中添加如下代碼：

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    將二級引導(dǎo)程序的匯編文件加入實(shí)際工程中，并且在命令文件中為二級引導(dǎo)程序申請相應(yīng)的內(nèi)存空間后，編譯、連接生成可執(zhí)行文件(．out)。然后，通過hex6x轉(zhuǎn)換工具將可執(zhí)行文件轉(zhuǎn)換為CCS可加載的數(shù)據(jù)文件。
    建立CCS仿真環(huán)境與DM642開發(fā)板的連接，通過CCS仿真平臺，將數(shù)據(jù)文件燒寫到FLASH中。燒寫完成后，斷開開發(fā)板與CCS的連接，加電測試程序能夠正常運(yùn)行。

5 結(jié) 語
    本文介紹了DM642的FLASH分頁引導(dǎo)的二級引導(dǎo)程序的設(shè)計(jì)方法，并給出部分實(shí)現(xiàn)代碼。實(shí)踐證明，該方法是可行的。這為基于DM642的實(shí)際應(yīng)用開發(fā)提供了一個(gè)途徑。