TMS320VC55x系列DSP在線燒寫方法研究

引言
    隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，DSP越來越廣泛地應(yīng)用于各種數(shù)字信號處理系統(tǒng)中。由于TMS320VC55x系列DSP的內(nèi)部存儲器沒有可供用戶使用的Flash，而最終開發(fā)的系統(tǒng)要想脫離仿真器運(yùn)行。必須將程序代碼存儲在非易失性存儲器中，所以要對DSP外接存儲器。Flash存儲器以其大容量和可在線編程等特點(diǎn)已成為DSP系統(tǒng)的一個基本配置。如何將程序燒寫入Flash，并在上電時加載到DSP內(nèi)部的RAM，是Flash在DSP系統(tǒng)中應(yīng)用的兩個基本技術(shù)問題。
    以基于TI公司的TMS320VC5502和SST公司的SST39VF200開發(fā)的系統(tǒng)為背景，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)引導(dǎo)相關(guān)的硬件設(shè)計(jì)，燒寫軟件設(shè)計(jì)以及自舉引導(dǎo)等實(shí)現(xiàn)方法。

2 TMS320VC5502的自舉引導(dǎo)
2．1 TMS320VC5502的存儲區(qū)以及Boofloader
    TMS320VC5502的存儲區(qū)是統(tǒng)一分配地址，即對程序和數(shù)據(jù)的訪問在相同的物理空間。TMS320VC5502的存儲區(qū)共分為4個區(qū)，即CE0，CEl，CE2，CE3，其字節(jié)地址分別為000000h-3FFFFFh，400000h～7FFFFFh，800000h～BFFFFFh．C00000h~FFFFFFh。片內(nèi)存儲器共48 K字節(jié)，可分為32 K的16位字的RAM和16 K的16位字的ROM，片內(nèi)RAM的字節(jié)地址為000000h～00FFFFh，位于CEl區(qū)；片內(nèi)ROM的字節(jié)地址為FF8000h～FFFF00h。
    片內(nèi)ROM從FF8000h開始的區(qū)域包含Bootloader，該程序在系統(tǒng)上電或復(fù)位后可以將用戶代碼自動搬移到片內(nèi)RAM運(yùn)行。
2．2 自舉加載模式選擇
    TMS320VC5502的引導(dǎo)模式選擇是通過3個模式選擇引腳BOOTM[0：2]配置完成的。BOOTM[0：2]引腳分別與GPl00，GPl01，GPl02相連。自舉加載模式選擇如表1所示。

    TMS320VC5502每次上電復(fù)位后，在執(zhí)行完一系列初始化工作后，根據(jù)預(yù)先配置的自舉模式，通過固化在ROM內(nèi)的Bootloader程序進(jìn)行程序引導(dǎo)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用EMIF(外部存儲接口)并行引導(dǎo)模式(16位數(shù)據(jù)寬度)，只需將BOOTM[2：0]設(shè)置成011即可。
2．3 TMS320VC5502的引導(dǎo)表
    Bootloader允許應(yīng)用代碼存放在慢速非易失性的外部存儲器中，然后再將代碼搬移到高速的片內(nèi)存儲器執(zhí)行。應(yīng)用代碼以一種Bootloader能夠理解的特殊格式編碼，這種格式就是自舉加載表。Boofloader在引導(dǎo)程序時，程序代碼是以自舉加載表形式加載。自舉加載表包含了將要搬移的代碼段、程序段，以及這些段將要被搬移到的地址和加載完成后程序要執(zhí)行的地址(即程序入口地址)和其他一些配置信息。
    TMS320VC55x系列DSP的自舉加載表結(jié)構(gòu)如表2所示。

    其中，程序入口地址是自舉加載表加載結(jié)束后用戶程序開始執(zhí)行的地址；寄存器配置數(shù)目決定了后面有多少個寄存器需要配置：只有當(dāng)延時標(biāo)志為0xFFFF時，延時才被執(zhí)行；延時長度決定了在寄存器配置后延時多少個CPU周期才進(jìn)行下一個動作；段長度、段起始地址和數(shù)據(jù)則為用戶程序中定義的各個段的內(nèi)容，并且可以重復(fù)添加；最后以0x00000000(32個01作為引導(dǎo)表的結(jié)束標(biāo)志。
    若要生成引導(dǎo)表，可用CCS最終編譯生成的．out文件通過CCS自帶的hex55．exe轉(zhuǎn)換程序得到。將hex55．exe文件、．out文件、．cmd文件放在同一個文件夾中，通過DOS命令調(diào)用hex55．exe和．cmd文件，即可完成．out文件到．hex格式的引導(dǎo)表文件的轉(zhuǎn)化。．cmd文件用于提供引導(dǎo)表的相關(guān)配置信息，以下為一個．cmd文件實(shí)例。
    一boot：表示生成一個自舉加栽表
    一v5510：2：生成C55x格式的自舉加載表
    一parallell6：加載模式是16位外部異步存儲器
    一a ：要求的輸出格式是ASCII格式
    一o mvbso．hex：指明輸出文件名
    bso．out：指明輸入文件名
    經(jīng)hex55．exe文件轉(zhuǎn)化后的．hex格式的自舉加載表文件是不能直接導(dǎo)入CCS中，CCS只支持將特別規(guī)定的DAT格式文件通過LDADDATA導(dǎo)入內(nèi)存。所以在導(dǎo)入之前必須先將自舉加載表轉(zhuǎn)化成DAT格式文件，這個工作可以用VC編寫簡單的C語言轉(zhuǎn)化程序?qū)崿F(xiàn)。
2．4 TMS320VC5502和Flash的連接
    EMIF為外部存儲接口，通過EMIF接口可靈活地和各種同步或異步存儲器件無縫連接。通過EMIF接口可以將TMS320VC5502的存儲空間擴(kuò)展到128 Mbit。存儲空間被分為CE0~CE3四個區(qū)．每區(qū)占用不同的地址。在EMIF的并行引導(dǎo)模式下，ROM固化的Bootloader程序是以字地址0x200000為首地址開始加載程序。Ox200000即為CEl空間的首地址，所以Flash必須接在DSP的CEl空間上。
    TMS320VC5502的EMIF有內(nèi)部和外部兩種地址總線。內(nèi)部地址總線為A[2l：2]，外部地址總線為A[19：0]。EMIF根據(jù)所用的存儲器數(shù)據(jù)線大小自動將內(nèi)部地址總線移位，以便與外部地址總線連接。外存儲器的地址總線應(yīng)該總是連接在EMIF、的以A2開始的地址線上。例如一個8，16或32位的異步存儲器的地址總線A[n：0](其中n表示外存儲器的地址線個數(shù))應(yīng)該連接EMIF的地址線A[n+2：2]。圖1給出TMS320VC5502和Flash的連接實(shí)例。表3為TMS320VC5502的內(nèi)部總線和外部地址總線的映象關(guān)系。[!--empirenews.page--]

3 并行Flash的燒寫
3．1 數(shù)據(jù)燒寫程序設(shè)計(jì)
    Flash的數(shù)據(jù)可直接讀取，但對Flash的編程和擦除操作則需要通過一系列命令才能進(jìn)行。SST39VF200的寫操作只能將1變成0，而O變成l必須通過擦除操作進(jìn)行。所以每次寫Flash之前必須進(jìn)行片擦除，使存儲單元值變成0xFFFF才能進(jìn)行編程。擦除命令需要6個周期，編程命令需要4個周期，操作命令如表4所示H。

    編程和擦除操作都需要一定周期的時間(SST39VF200的單字編程時間是14μs，整片擦除時間是70 ms)。用戶可以通過查詢標(biāo)志數(shù)據(jù)線DQ6和DQ7確定編程或擦除是否完畢。當(dāng)器件正處于編程或擦除狀態(tài)時，連續(xù)讀任意單元的值，D06的值將一直在O、l之間交替變化。當(dāng)編程或擦除結(jié)束時，讀DQ6則得到一個恒定值。這里即通過此方法判斷操作是否結(jié)束。
    根據(jù)Flash的編程和擦除命令，編寫了相應(yīng)的C語言程序，其中在TMS320VC55x系列1)SP中，對外接存儲器的訪問要調(diào)用庫函數(shù)far_poke()和far_peek()。這2個函數(shù)包含在<extaddr.h>頭文件中，并且尋址的地址為字地址。以下給出擦除程序，寫操作與此類似。表5為對外接存儲器讀寫的庫函數(shù)。

3．2 程序的燒寫實(shí)現(xiàn)
    系統(tǒng)在CCS仿真環(huán)境下對Flash進(jìn)行在線編程。先建立一個Flash的燒寫工程，并在工程中將要燒寫進(jìn)Flash的自舉加載表文件通過CCS的LOADDATA功能直接加載進(jìn)DSP的內(nèi)存。根據(jù)加載的首地址和數(shù)據(jù)長度，在仿真環(huán)境下燒進(jìn)Flash中。當(dāng)然也可以直接在程序中定義一個數(shù)組，將DAT文件中的數(shù)據(jù)賦值給該數(shù)組的元素，然后將該數(shù)組的每個元素寫入Flash。在運(yùn)行燒寫程序之前，要先對EMIF進(jìn)行設(shè)置，因?yàn)镋MIF默認(rèn)的是接8位異步存儲器，可以通過調(diào)用GEL菜單中Init_CE0_Async_16命令完成。

4 結(jié)語
    闡述了一種針對TMS320VC55x系列DSP簡單有效的Flash燒寫方法，并提出了程序自舉加載的實(shí)現(xiàn)方法。討論的加載方法包括硬件設(shè)計(jì)及相關(guān)程序，已在筆者實(shí)際開發(fā)的高精度數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目中使用并成功運(yùn)行。