外掛Flash的TMS320VC5409引導(dǎo)裝載設(shè)計

TI的5000系列DSP提供多種引導(dǎo)裝載模式，主要包括HPI引導(dǎo)裝載、串行EEPROM引導(dǎo)裝載、并行引導(dǎo)裝載、串行口引導(dǎo)轉(zhuǎn)載、I/O口引導(dǎo)裝載等，其中使用Flash的并行引導(dǎo)裝載是最常用的一種，使用該種方法可以盡快地開發(fā)出樣機，是加快開發(fā)進度的首選。以下將詳細介紹并行引導(dǎo)裝載的過程，其它引導(dǎo)過程可參考TI公司有關(guān)Bootloader的技術(shù)資料。

1 Bootloader分析

TI公司的DSP芯片出廠時，在片內(nèi)ROM中固化有引導(dǎo)裝載程序Bootloader，其主要功能就是將外部的程序裝載到片內(nèi)RAM中運行，以提高系統(tǒng)的運行速度。

TMS320VC5409是TI公司的一款定點DSP芯片，其指令周期可達10ns，片內(nèi)有32K×16位的RAM，性價比極高，被廣泛應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。TMS320VC5409的Bootloacler程序位于片內(nèi)ROM的0F800H～0FBFFH空間。系統(tǒng)上電時，DSP將檢查外部引腳MP／MC的狀態(tài)，如果該引腳為高電平，則DSP按微處理器模式啟動；如果該引腳為低電平，則DSP按微計算機模式啟動。此時，系統(tǒng)從0FF80H地址處開始執(zhí)行程序，0FF80H是Bootloader的中斷矢量。因此，如果系統(tǒng)上電時MP／MC的狀態(tài)為低電平，DSP將從FF80H處跳轉(zhuǎn)到F800H開始執(zhí)行TI的Bootloader自動裝載程序。

進入Bootloader程序后，首先檢查DSP引腳INT2的狀態(tài)，如果為低電平，則進入HPI引導(dǎo)裝載模式，如果INT2為高電平則接下來檢查INT3引腳。如果INT3引腳為低電平，則進入串行EEPROM引導(dǎo)裝載模式，如果INT3為高電平則進入并行引導(dǎo)裝載模式。當(dāng)并行引導(dǎo)裝載模式失敗后，系統(tǒng)會自動進入串行口引導(dǎo)裝載模式．串行口引導(dǎo)裝載失敗后，系統(tǒng)又將進入I/O口引導(dǎo)裝載模式。

當(dāng)進入并行引導(dǎo)裝載模式后，DSl 首先讀取地址為0FFFFH的I/O空間單元，并將該單元的值作為引導(dǎo)表的首地址.在數(shù)據(jù)地址空間中讀取引導(dǎo)表的第一個字，如果該字的值為10AAH，則進入16位引導(dǎo)模式，如果低字節(jié)為08H，則再進一步讀取下一個值，如果該值的低字節(jié)為AAH，則進人8位引導(dǎo)模式。如果從I/o地址空間中讀取的引導(dǎo)表首地址所對應(yīng)的引導(dǎo)表中得不到正確的引導(dǎo)信息，那么DSP將會從數(shù)據(jù)空間的0FFFFH地址再去讀一個字作為引導(dǎo)表首地址，進而再從引導(dǎo)表首地址讀取一個字。如果該字為lOAAH，則立即進入l6位引導(dǎo)模式，否則，將按8位方式處理：從0FFFFH讀取一字節(jié)作為引導(dǎo)表首地址的低字節(jié)，從0FFFEH讀取一字節(jié)作為引導(dǎo)首地址的高字節(jié)，再從引導(dǎo)表首地址讀取一個值，如果低字節(jié)為08H，則再讀引導(dǎo)表的下一個值，如果為AAH，則說明外部存儲器是8位寬度，進入8位引導(dǎo)裝載模式；如果以上步驟不能獲取正確的引導(dǎo)信息，那么DSP將進人串行口引導(dǎo)裝載模式。

如果并行引導(dǎo)裝載成功，DSP將從裝載后新的程序開始地址執(zhí)行程序。詳細的并行引導(dǎo)流程圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計

在本系統(tǒng)中，F(xiàn)lash選用的是Atmel公司的AT29LVl024，AT29LVl024容量為64K×16位，可以滿足一般的應(yīng)用要求，并且其工作電壓為3V～3.6V，可以直接與TMS320VC5409接口而不必再使用電壓接口芯片進行轉(zhuǎn)接，使硬件電路更為簡單。

從TMS320VC5409的存儲器空間映射得知，在MP/M C=0 時，外部存儲器空間映射的地址范圍為8000H-FFFFH共32K，因此Flash中的程序部分必須位于8000H～FFFFH的地址范圍，才能成功引導(dǎo)。筆者的程序量小于32K×16位，因此可以將Flash的地址線A0-A15直接與DSP的地址線AO～Al5相連，然后將程序燒錄到Flash的32K之后的位置，這樣程序剛好位于DSP的8000H～FFFFH范圍。如果程序量大于32K字，則可將Flash的前32K地址編碼在DSP的8000H～FFFFH范圍.采用分頁的方式，逐步裝載需要運行的程序。 本文中，采用從DATA空間引導(dǎo)，具體的電路連接如圖2所示。

Flash的地址線AO-A15直接與DSP的低16根地址線A0-A15相連。

Flash的16位數(shù)據(jù)線DO-D15直接接DSP的16位數(shù)據(jù)總線D0-D15。

Flash的寫信號WE直接接高電平(因為對Flash的編程采用編程器燒錄)。

Flash的片選信號CE直接接低電平或者接DSP的DS引腳。 Flash的讀信號OE接DSP的存儲器讀信號MSTRB。

DSP的MP/MC引腳接低電平。

DSP的INTl-INT3引腳通過上拉電阻接高電平。

3 代碼設(shè)計和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

硬件設(shè)計完成后，可以編寫一段代碼進行測試。

在TI的DSP開發(fā)環(huán)境CCS中建立一個工程項目test pjt，包括三個文件：test_main.c、test_vector.asm和load．cmd。它們各自代碼見本刊網(wǎng)站W(wǎng)WW.dpj.com.cn。

需要說明的是，雖然DSP和Flash都是16位的，但是一般的編程器都是按8位從.hex文件中讀取數(shù)據(jù).每讀一個字節(jié)，地址就會增加1，因此連接命令文件中必須將memwidth和romwidth的值設(shè)置為8，否則編程器讀取hex文件時會出現(xiàn)錯誤，這通常是導(dǎo)致引導(dǎo)過程失敗的主要原因。

連接命令編寫完畢后，將test.out文件、連接命令文件load.cmd以及hex500.exe文件拷貝到同一目錄下，在Windows系統(tǒng)命令提示下進入該目錄，執(zhí)行命令行：

hex500 I0ad.cmd

即可生成test.hex文件，同時還生成mxp文件test.mxp，供查看詳情。

test.hex文件生成后，運行編程器燒錄軟件(本設(shè)計用的是西爾特的suPERPRO 6 8 0)，選擇器件為 AT29LVl024。打開test.hex文件，此時會發(fā)現(xiàn)AT29LVl024的地址范圍是0 0 0 0 0H-1FFFFH共128K，而不是0000H-FFFFH，這就是為什么需要將存儲器數(shù)據(jù)寬度設(shè)定為8以及將程序燒錄起始地址bootorg設(shè)置為0xl8000的原因。0x18000除以2為0x0C000，也即，燃錄地址Oxl8OOO在系統(tǒng)中的地址為OxOC000，位于8000H～FFFFH的外部存儲器映射范圍內(nèi)。

另外，還發(fā)現(xiàn)編程器軟件打開的test.hex文件中，最后兩字節(jié)并不是引導(dǎo)表的首地址(這大概是HEX500有什么bug的緣故吧)，因此需將1FFFEH的內(nèi)容改為COH，將1FFFFH的內(nèi)容改為00H，C000H是本例中引導(dǎo)表在實際DSP系統(tǒng)中的首地址。將18000H的內(nèi)容從08H改為10H，此處為08H是因為連接命令文件中的數(shù)據(jù)寬度設(shè)置為8位，而系統(tǒng)中DSP和Flash的實際數(shù)據(jù)寬度都為16位，引導(dǎo)過程應(yīng)該采用16位引導(dǎo)裝載.因此需要將08H改為10H。修改完成后，還需將整個文件的高低字節(jié)進行交換，因為編程器打開的.hex文件高字節(jié)在前，低字節(jié)在后，而16位Flash的編程是低字節(jié)在前高字節(jié)在后。經(jīng)過如此修改和調(diào)整后，即可對Flash器件進行編程了。

將編程后的Flash裝到系統(tǒng)中，用示波器查看DSP的引腳XF，如果有方波出現(xiàn)，則說明引導(dǎo)裝載已經(jīng)成功，程序代碼已被調(diào)入到內(nèi)部RAM中運行。

結(jié)語

本文所敘述的引導(dǎo)方法在四通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中得到了有效的驗證，并且整個過程操作起來非常方便快捷。