利用F206片內(nèi)Flash進行在線編程

關(guān)鍵詞：DSP TMS320F206 Flash 在線編程

引言

TMS320F206（簡稱F206）是德州儀器公司一種較新型的高性能數(shù)字信號處理器芯 片，采用靜態(tài)CMOS工藝技術(shù)設(shè)計，功耗低、抗干擾能力強。其結(jié)構(gòu)簡單，指令執(zhí)行速度快（單周期指令的執(zhí)速度為50ns），指令的源代碼與C1XX和C2XX系列保持兼容并且向上兼容TI公司的第5代DSP（C5X系列）。同時，F(xiàn)206處上集成的32K16位的Flash存儲器由二塊相互獨立的16K16位的Flash存儲器組成（Flash0和Flash1），可分別獨立地對它們進行讀取、擦除和編程等操作。第二塊Flash工作模式的切換分別由片上2個I/O映射寄存器控制。通常情況下，這二塊Flash存儲器，一塊用于存放固化程序，程序調(diào)試完成后通過DSP仿真頭將程序直接寫入Flash中；另一塊可用于存放重要參數(shù)，可通過鍵盤、通信端口以及運行程序自動地將數(shù)據(jù)寫入Flash中，從而實現(xiàn)對Flash存儲器的“在線”擦、寫。F206及F24x在程序地址空間的映射如圖1所示。

圖1

1 實現(xiàn)F206在線編程需要注意的幾點

①進行硬件設(shè)計時，必須將F206的Vccp引腳直接接于+5V電源上。

②片內(nèi)CPU的工作時鐘不得高于20MHz。如果用倍頻連接方式，則輸入時鐘頻率不得高于10MHz，否則會使擦、寫過程出現(xiàn)錯誤，從而導(dǎo)致“在線”擦、寫失敗。

③正常情況下F206的擦、寫次數(shù)壽命是1000次。因此，對Flash塊的“在線”編程應(yīng)該做到一次擦除、多次寫入，直到整個Flash存儲塊寫滿后再重新擦除，這樣可以充分延長Flash存儲器的使用壽命。

④不要將寫Flash的程序和被寫數(shù)據(jù)放在同一塊Flash存儲器上（后面說明）。由于F206的中斷向量從0000H單元開始，所以第一塊Flash存儲器（Flash0）用于保存固化程序，另一塊Flash存儲器用于存放重要參數(shù)，進行“在線”編程。

2 Flash存儲器的特點

存儲器的操作有讀和寫兩種基本操作，各種類型存儲器的讀操作都相同，而寫操作則各不相同。RAM型存儲器的讀/寫操作幸免通過址/數(shù)據(jù)總線和片選、讀/寫控制線來完成；EEPROM型存儲器讀操作和RAM相同，寫操作由片內(nèi)定時完成擦除和編程操作，并有一個狀態(tài)信號線來指示寫操作是否完成；PROM型存儲器的寫操作則由特殊工具來完成，系統(tǒng)中只有讀操作；Flash型存儲器的寫操作則由清“0”、置“1”和編程操作構(gòu)成。清“0”和置“1”操作按扇區(qū)（一塊存儲區(qū)），如F206的一塊存儲區(qū)的大小為32個字，F(xiàn)lash0的起始地址為0000H，F(xiàn)lash1的起始地址為40000H，每個Flash塊包含512個扇區(qū)。

Flash存儲器的寫操作由控制寄存器控制，狀態(tài)寄存器反饋的信息指示操作過程。Flash型存儲器的寫操作既可以“在線”完成，也可以由特殊工具來完成。由此可見，對Flash型存儲器的訪問由兩部分構(gòu)成，一為Flash存儲單元，二為Flash寄存器。訪問存儲單元和寄存器公用一組外部總線，究竟是訪問存儲單元還是訪問寄存器則由工作模式?jīng)Q定。作在訪問存儲單元模式（只讀）時，從數(shù)據(jù)總線上讀到的是存儲單元中的數(shù)據(jù)；工作在訪問寄存器模式（讀/寫）時，從數(shù)據(jù)總線讀到的是寄存器的狀態(tài)信息。因此，如果將寫Flash的程序和將寫入數(shù)據(jù)放在同一塊Flash上，則對Flash寫操作時需要切換工作模式，從而導(dǎo)致取指令時取到的是狀態(tài)信息，F(xiàn)lash寫操作失敗，所以不能將程序和數(shù)據(jù)放在同一塊Flash存儲器上。

3 F206進行Flash“在線”擦寫的基本步驟

（1）模式切換

Flash的“在線”編程由清“0”、置“1”和數(shù)據(jù)寫入等操作組成。進行這些操作前首先要將Flash由存儲器工作模式（mode 1）切換至于寄存器工作模式（mode 0）。F206中Flash存儲器工作模式由映射于I/O地址中的兩個寄存器控制，分別為F_ACCESS0寄存器（FFE0h）和F_ACCESS1寄存器（FFE1h）。向Flash模式控制寄存器的最低位寫入0，則Flash工作于寄存器模式；反之寫入1，則工作于存儲器模式。復(fù)位后，自動處于存儲器模式。如圖2所示，兩種工作模式之間切換后，F(xiàn)lash內(nèi)容變化。處于模式1時，F(xiàn)lash存儲器顯示的是其所存儲的數(shù)據(jù)；處于模式0時，F(xiàn)lash存儲器顯示寄存器的內(nèi)容，并且以4個為一組重復(fù)顯示于整個Flash塊中。

F206的Flash存儲器塊中只有4個寄存器SEG_CTR、TST、WADRS、WDATA，其余都是重復(fù)顯示相同的內(nèi)容，其功能如下所述。

*SEG_CTR：片段控制寄存器，其高8位（MSBS）用于選擇相應(yīng)片段。該位置“1”，則使能相應(yīng)的片段，可以進行擦寫。因此F206中16K16的Flash塊分為8個片段，每個片段2KB.低8位（LSBS）用來控制Flash塊的擦除、寫入、校驗等操作，如圖3所示（各個控制位的具體設(shè)置方法請查閱TI相關(guān)參考資料）。

*TST：測試寄存器，通常不用。（保留，用于測試。）

*WADRS：寫地址寄存器，用于存儲寫操作地址。

*WDATA：寫數(shù)據(jù)寄存器，用于存放寫操作數(shù)據(jù)。

（2）清“0”操作

清“0”操作按扇區(qū)進行，F(xiàn)206的Flash每一區(qū)的大小為32個字（WORD）。進行清“0”操作就是對Flash存儲單元的非零位（即值為“1”）寫入0，使各數(shù)據(jù)位的邊緣保持一致；通常的做法是將Flash存儲單元中的數(shù)據(jù)讀出，與FFFFh進行異或（XOR）后，再寫回Flash存儲單元中。清“0”操作后，需調(diào)用VER0功能對Flash塊進行0校驗。

（3）置“1”操作

置“1”操作按扇區(qū)進行，對每個存儲單元寫入“1”；執(zhí)行置“1”操作后需要調(diào)用VER1功能進行校驗。置“1”操作后，F(xiàn)lash塊存儲單元的值均為FFFFh。如果置“1”正確，則可以進行下一步的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)。

圖3

（4）數(shù)據(jù)寫入

數(shù)據(jù)只能寫入已經(jīng)置“1”的存儲單元，對于同F(xiàn)lash存儲單元只能寫一入一次；如要改變存儲單元中的內(nèi)容，必須重新進行清“0”和置“1”的操作后才能寫入新的數(shù)據(jù)。否則，會使存儲單元中各個數(shù)據(jù)位的“邊緣”不一致，從單元中讀出的數(shù)據(jù)與寫入的數(shù)據(jù)不一致。由于Flash擦除次數(shù)有限，因此不可能每次修改和定改數(shù)據(jù)時都進行擦除操作，而應(yīng)將每次修改后的參數(shù)（表）連續(xù)寫在已置“1”但沿未寫入數(shù)據(jù)的Flash存儲單元中，并對參數(shù)（表）作起始和結(jié)束的標(biāo)記（如55AA）；程序調(diào)用參數(shù)（表）時可以很方便地找到最新修改的參數(shù)（表），當(dāng)已置“1”的Flash存儲單元已寫完，再重新進行清“0”和置“1”操作后，從Flash塊的起始位置（對F206的Flash1存儲塊為4000h）寫入新的數(shù)據(jù)，這樣可以充分延長F206片內(nèi)Flash的使用。

結(jié)語

本文對TI公司的TMS320F206為例，介紹了DSP進行Flash“在線”編程的方法，具有較強的實用價值。筆者將該技術(shù)用于由F206構(gòu)成的微機過流保護裝置中，使得保護裝置的現(xiàn)場校驗、調(diào)試和動作值整定都非常方便。對于具有三個Flash塊的TMS320FL2407系列，只要找出相應(yīng)Flash塊控制寄存器，也能用同樣的方法進行“在線”編程。Flash進行“在線”編程的程序較為復(fù)雜，進行編程時需要加入一定的時間延時，編程時可參閱TI公司的例程，該例程可以從TI公司的網(wǎng)頁www.ti.com下載。由于篇幅有限，此處不作詳細介紹。