TMS320C64x的16-bit Flash加載的可行性分析與實(shí)現(xiàn)

簡(jiǎn)要介紹TMS320C64x系列數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)flash加載的基本原理，詳細(xì)論述TMS320C64x DSP與16-bit Flash接口的設(shè)計(jì)方法及用該方案加載的可行性及優(yōu)點(diǎn)，給出.out文件到可供軟件片上燒寫(xiě)的數(shù)據(jù)文件的編寫(xiě)方法。

l 引言在仿真環(huán)境下調(diào)試DSP板程序之后，還有一項(xiàng)重要的工作要做：怎樣實(shí)現(xiàn)程序代碼的脫機(jī)加載。TMS320C6000系列DSP提供了3種引導(dǎo)方式：不加載、HPI加載以及Flash (ROM)加載。實(shí)際應(yīng)用中，多采用外接Flash來(lái)加載程序代碼。此種方法簡(jiǎn)單、靈活、成本低，因而受到廣大工程技術(shù)人員的青睞。由于開(kāi)發(fā)的DSP系統(tǒng)應(yīng)用板最終要脫離仿真器獨(dú)立運(yùn)行，而TMS320C64x系列DSP本身不帶這樣的存儲(chǔ)體，掉電后程序及數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。這就需要1個(gè)能在斷電后保存程序及初始化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)體。Flash(ROM)即可滿足這一需要。加載其實(shí)就是DSP系統(tǒng)板加電初始時(shí)刻，把Flash中的程序代碼讀人DSP的過(guò)程。工程中的許多數(shù)據(jù)(如濾波器系數(shù)、FPGA配置文件、常數(shù)表格)常常使用16-bit的存儲(chǔ)形式。如果把Flash設(shè)計(jì)為16-bit而不是8-bit形式，將成倍減少存取這些數(shù)據(jù)的時(shí)間，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。然而，TMS320C64x只支持8-bit Flash加載。如果既能滿足前者又不影響bootloader，將會(huì)更加方便工程應(yīng)用。根據(jù)這種想法，筆者做了有益的嘗試。2 接口設(shè)計(jì)本系統(tǒng)選用的Flash是AMD公司的AM291LV320D，存儲(chǔ)容量為4Mx8 bit或2M×16 bit，滿足CFI協(xié)議，易于編程，接口如圖l所示。DSP與Flash是主從關(guān)系，由DSP通過(guò)EMIFB接口控制Flash的擦除和讀寫(xiě)。其中，A0-A20為地址線，D15-DO為數(shù)據(jù)線，CE為片選信號(hào)，WE是寫(xiě)選通信號(hào)，OE為輸出使能信號(hào)，BYTE為8位或16位數(shù)據(jù)模式選擇(圖中接VCC，為16位模式)。READY接高電平，擦除和編程Flash時(shí)用軟件來(lái)檢測(cè)是否成功寫(xiě)入。Flash用于存放引導(dǎo)程序段、用戶代碼及一些數(shù)據(jù)表，由DSP軟件編程來(lái)寫(xiě)入。EMIFB只有20根地址線，最大可尋址l M空間，所以可以用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FP-GA)或復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)控制Flash高位地址作頁(yè)選信號(hào)。3 二級(jí)搬移程序的編寫(xiě)方法TMS320C64x開(kāi)機(jī)只自動(dòng)加載l KB程序代碼到內(nèi)部RAM，所以通常要編寫(xiě)二次搬移程序加載剩余程序代碼。二級(jí)搬移程序的大小不能超過(guò)1 K字節(jié)，且必須用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。這一部分通常把中斷向量表改一下就可以實(shí)現(xiàn)，主要包括如下步驟：(1)系統(tǒng)中所用的中斷向量表不要更改，只把復(fù)位中斷跳到搬移程序處(通常緊接中斷向量表后)，而不直接跳到C程序的入口點(diǎn)c_int00處；(2)在搬移程序中配置DSP的EMIFB全局控制寄存器(GBLCTL)和空間控制寄存器(CElCTL)。按TMS320C64x文檔說(shuō)明和所用Flash數(shù)據(jù)手冊(cè)配置讀寫(xiě)時(shí)序，由于選用16-bit寬的Flash，所以MY-TYPE要定義為16-bit異步接口，建好系統(tǒng)軟件和硬件溝通的平臺(tái)。(3)參照map文件編寫(xiě)搬移程序；(4)跳到C程序入口點(diǎn)c_int00處，完成搬移程序的編寫(xiě)。4 程序代碼文件的提取及重組由于Flash的設(shè)置與TMS320C64x默認(rèn)的8-bitFlash加載不相同，所以必須根據(jù)COFF文件的格式重新從.out文件中提取數(shù)據(jù)信息。程序流程如圖2所示。要提取的數(shù)據(jù)代碼是初始化段和可執(zhí)行代碼段，這些信息可從COFF文件的段頭(section head-er)獲得。非初始化段是在程序運(yùn)行時(shí)才分配空間的，所以不提取其數(shù)據(jù)。當(dāng)可執(zhí)行代碼段是搬移段(通常是第一個(gè))時(shí)，要把代碼重新組合后再存儲(chǔ)，目的是便于Flash燒寫(xiě)程序的編寫(xiě)。由于.out文件的代碼是32-bit存儲(chǔ)形式，所以讀一次文件要讀取4字節(jié)代碼，代碼重組是要把4字節(jié)變成4個(gè)16-bit的形式依次存儲(chǔ)起來(lái)。例如，某次讀得的代碼是0x11223344，代碼重組后16-bit形式是(遞增順序)：0x0044，0x0033，0x0022，Ox001l。再把這些代碼以16-bit形式依次寫(xiě)入新的xx.bin文件0~400h(16-bit寬)處，不足的寫(xiě)入0；對(duì)于其他代碼依據(jù).out文件中的地址變化依次寫(xiě)入xx.bin文件的400h之后。5 仿真環(huán)境下16-bit Flash程序的燒寫(xiě)5.1 Flash中代碼的存放方式(1)二級(jí)搬移程序的存放由于TMS320C64x上電加載時(shí)采用默認(rèn)的時(shí)序以8-bit加載模式讀取1 K字節(jié)的程序到內(nèi)部RAM，因此，為使加載成功，當(dāng)把Flash設(shè)置成16-bit寬時(shí)，需要把代碼只存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)地址的低字節(jié)，而高8-bit丟棄不用(可以寫(xiě)入任何數(shù)據(jù)或不寫(xiě)數(shù)據(jù))，如圖3所示。實(shí)際上boot時(shí)，CPU按地址遞增變化把4個(gè)連續(xù)半字地址的低8-bit合成1個(gè)32-bit的數(shù)據(jù)送到內(nèi)部RAM，高8-bit丟棄。因此把二級(jí)搬移程序存放在1 KB空間中，只不過(guò)這l KB數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的是l6-bit的地址，實(shí)現(xiàn)了用16-bit寬Flash加載TMS320C64x DSP。(2)程序代碼從0x400處開(kāi)始以16-bit的方式正常存儲(chǔ)。5.2 Flash的燒寫(xiě)將編寫(xiě)的程序代碼寫(xiě)入Flash有二種方法：使用專門(mén)的編程器燒寫(xiě)；通過(guò)TI的CCS在仿真環(huán)境下直接燒寫(xiě)(加載的逆過(guò)程)。目前多用后者，一是由于制板的需要，F(xiàn)lash多用表貼式，不方便用編程器燒寫(xiě)；二是在線編程方法靈活，易于開(kāi)發(fā)。在線燒寫(xiě)只要把xx.bin數(shù)據(jù)文件的內(nèi)容讀出，再寫(xiě)到Flash的指定位置。要注意的是在寫(xiě)Flash之前一定要先對(duì)其進(jìn)行擦除，因?yàn)榫幊讨噶畈荒苁?ldquo;O”寫(xiě)為“1”，只能使“1”變?yōu)?ldquo;0”，而擦除命令是把“0”變?yōu)?ldquo;1”。燒寫(xiě)程序片斷如下：6 結(jié)束語(yǔ)本文通過(guò)對(duì)DSP加載機(jī)制的深入闡釋給出用16-bit寬Flash加載TMS320C64x的實(shí)現(xiàn)方法。這種方法在實(shí)際項(xiàng)目中得到較好的應(yīng)用效果，對(duì)于開(kāi)發(fā)人員有一定的參考價(jià)值。