DSP器件的現(xiàn)場可編程技術(shù)

dsp問世以來，以其強(qiáng)大的功能、合理的價(jià)格已經(jīng)被設(shè)計(jì)者廣泛應(yīng)用。但不同于fpga器件的是，dsp并不是為現(xiàn)場可編程而開發(fā)的，因此，在嵌入了dsp器件的產(chǎn)品中，如果需要對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行升級(jí)而需要升級(jí)程序時(shí)，往往會(huì)由于現(xiàn)場可編程能力缺乏，而給用戶造成麻煩。本文以ti公司的54系列dsp為例，通過對(duì)dsp開發(fā)過程的分析和代碼生成機(jī)理的深入研究，找到了一種對(duì)dsp器件進(jìn)行現(xiàn)場編程的方法。

1 54x dsp的開發(fā)

ccs集成開發(fā)環(huán)境是ti公司針對(duì)其全系列dsp開發(fā)的仿真編譯器，可開發(fā)目前ti公司幾乎所有類型的dsp芯片。在ccs集成開發(fā)環(huán)境下，54x dsp的開發(fā)一般分為以下幾個(gè)步驟：程序編寫、程序編譯、coff文件生成、仿真運(yùn)行、hex文件生成、程序存儲(chǔ)器燒寫和上機(jī)運(yùn)行等，具體流程如圖1所示。

hex文件的生成需要調(diào)用專用的生成程序hex500，在win32環(huán)境下執(zhí)行hex500*．cmd命令，生成需要的*．hex文件。按照命令文件*．cmd中的選項(xiàng)，可設(shè)置存儲(chǔ)器的類型、位數(shù)、起始地址，程序的人口地址、引導(dǎo)方式和hex文件的格式等。下面是一段用串口對(duì)8位串行eoprom進(jìn)行引導(dǎo)的命令文件的例子。

123．out ／*輸入文件名*／
-i ／*intel格式*／
-map 123．mxp
-o 123．hex ／*輸出文件名*／
-memwidth 8 ／*8位存儲(chǔ)器*／
-romwidth 8 ／*輸出文件為字節(jié)*／
-bcrotorg 0x0000 ／*外部存儲(chǔ)器開始地址*／
-bootorg serial ／*串口裝載*／
-e_main ／*主程序人口*／
secti()ns
{.text;boot
} ／*整個(gè)程序作為一段引導(dǎo)*／

2 hex文件

ccs的編譯器和鏈接器生成coff目標(biāo)文件。coff目標(biāo)文件是二進(jìn)制格式，有利于模塊化編程和更高效的程序片斷和目標(biāo)系統(tǒng)存儲(chǔ)器管理。但是大多數(shù)的編程器不接受coff文件。可以用hex轉(zhuǎn)化程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為以下5種標(biāo)準(zhǔn)的ascii十六進(jìn)制格式：

◇ascii-hex，支持16位地址}
◇擴(kuò)展的tektronix;
◇intel mcs-86;
◇motorola-s，支持16位、24位、32位地址；
◇ti tagged，支持16位地址。

仍然用前面的例子，命令文件生成的hex文件片斷如圖2所示(用ultraedit-32打開)。

3 硬件編程接口

為仿真調(diào)試的方便，54x dsp器件都具有仿真編程用的jtag接口，其引腳定義如圖3所示。

由于dsp的程序一般存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器之中，因此，現(xiàn)場可編程的實(shí)現(xiàn)就是要將新程序通過dsp寫入存儲(chǔ)器。在以前，由于存儲(chǔ)器的燒寫電壓普遍高于其工作電壓，只能通過編程器燒寫.隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在許多e2prom、flash存儲(chǔ)器等都可進(jìn)行電擦寫，擦寫電壓和工作電壓一致，因此完全可以進(jìn)行工作電壓下的編程。

對(duì)dsp進(jìn)行現(xiàn)場編程，需要用到的器材有計(jì)算機(jī)和dsp仿真器；需要用到的軟件有ccs集成開發(fā)平臺(tái)、ultraedit-32程序和dsp現(xiàn)場編程程序。具體操作步驟如下：

①在ccs集成開發(fā)環(huán)境下，將程序編譯完成，并在目標(biāo)板上運(yùn)行通過。
②打開程序存儲(chǔ)器窗口，根據(jù)程序的起始、結(jié)束地址，將整個(gè)程序代碼存儲(chǔ)為一個(gè)數(shù)據(jù)文件(dat文件)。
③生成hex文件。
④用ultraedit-32程序打開hex文件，找出程序人口值和程序長度值以及程序開始地址值.
⑤調(diào)入燒寫程序，并裝載入系統(tǒng)芯片.
⑥將程序入口值、程序長度值、程序開始地址值填人現(xiàn)場編程程序中并編譯通過。
⑦將存儲(chǔ)的程序代碼調(diào)入數(shù)據(jù)空間的適當(dāng)位置(存放位置自定)。
⑧運(yùn)行現(xiàn)場編程程序，通過dsp將代碼寫入外部程序存儲(chǔ)器。

以上步驟僅在編程開始時(shí)進(jìn)行，一旦編程開始，就可以連續(xù)對(duì)多個(gè)器件現(xiàn)場編程。 dsp現(xiàn)場編程程序的編制也很簡單。下面的參考程序是根據(jù)前面的命令文件參數(shù)編寫的，并經(jīng)仿真驗(yàn)證通過。設(shè)定mc·bsp2口以spi方式引導(dǎo)串行e2prom。

．text
…… ；mcbsp2口spi初始化，主動(dòng)方式
stm #1000h，arl;從1000h開始10個(gè)字為程序
;代碼前的數(shù)據(jù)
st #08aah，* arl+ ；引導(dǎo)頭
st #0018h，* arl+
st #o003h，* arl+
st #0800h，* arl+
st #d010h，* arl+ ；不重要
st #000lh，* arl+
st #0c428h，* arl+ ；主程序人口為1c428h
st #2340h，* arl+ ；程序代碼總字?jǐn)?shù)2340h
st #000lh，* ari+
st #0c000h，* arl+；程序開始地址1c000h
stm #(1000h+0ah+2340h)，arl
st #o，* arl；最后放結(jié)束標(biāo)志#0000h
stm #o，address ；地址寄存器清零
stm #1000h，ar2 ；程序代碼開始地址
stm #(0ah+2340h+1)，brc
rptb loop ；寫循環(huán)
ldm address,a
sftl a,-8
and #ooffh,a
or #0200h,a
stlm a，ar3 ；寫指令+地址高位
ldm address,a
sftl a，8
and #off00h,a
ld * ar2,b
sftl b．-8
and #0ffh，b
add b．a(chǎn)
stlm a，ar4 ；地址低位+數(shù)據(jù)字節(jié)
ldm address．a(chǎn)
add #1．a(chǎn)
stlm a,address ；e2prom地址+1
call write ；寫e2prom子程序
ldm address，a
sftl a，-8
and #00ffh，a
or #0200h,a
stlm a，ar3 ；寫指令+地址高位
ldm address，a
sftl a，8
and #0ffooh，a
ld *ar2+．b；程序代碼地址+1
and #0ffh，b
add b．a(chǎn)
stlm a，ar4 ；地址低位+數(shù)據(jù)字節(jié)
ldm address，a
add #1，a
stlm a,address ；eoprom地址+1
call write；寫eoprom子程序
loop：nop
．end

結(jié) 語

本文介紹的dsp現(xiàn)場可編程方法，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用效果良好，其方便靈活的特點(diǎn)增強(qiáng)了現(xiàn)場處理問題的能力。由于其完全由軟件實(shí)現(xiàn)，因此這種方法同樣也適用于其他品牌的dsp產(chǎn)品。