TMS320C54x DSP在線燒寫FLASH存儲器并實現(xiàn)自舉引導(dǎo)的方法

摘要：通過一個完整的實例，詳細闡述了TMS320C54x系列DSP芯片在線燒寫FLASH存儲器。并實現(xiàn)自舉引導(dǎo)的方法。給出了硬件連接方案和完整的C語言燒寫程序。 關(guān)鍵詞：TMS320C54x FLASH 燒寫 自舉引導(dǎo) 在DSP系統(tǒng)中通常貼片式FLASH存儲器保存程序，并且在上電或復(fù)位時再將存儲在FLASH中的程序搬移到DSP片內(nèi)或者片外的RAM中全速運行。這個“程序搬移”的過程叫做自舉加載。 本文以TMS320C5416 DSP對MBM29LV400BC存儲器的操作為例，詳細闡述了在線燒寫FLASH并實現(xiàn)自舉加載的方法。該方法適合于大多數(shù)C54x系列DSP對符合JEDEC標(biāo)準的FLASH的操作。為便于讀者使用，本文的程序全部采用C語言編寫。1 TMS320C5416與MBM29LV400BC的硬件接口 MBM29LV400BC與TMS320C5416的接口很方便，前者只需作為后者的外部數(shù)據(jù)存儲器與其進行連接，而中間的邏輯電路采用CPLD實現(xiàn)即可。這里使用16位數(shù)據(jù)寬度，所以BYTE引腳通過一個上拉電阻接到3.3V電源。連接電路原理如圖1所示。相應(yīng)的VHDL語言程序為： FLASH_CE<=DSP_DS; FLASH_OE<=(NOT DSP_R_W)OR DSP_MSTRB; FLASH_WE<=DSP_R_W OR DSP_MSTRB; 2 TMS320C5416自舉引導(dǎo)過程 當(dāng)MP/MC=0時，TMS320C5416被置于微計算機模式。上電或復(fù)位時，程序指針指向片內(nèi)ROM區(qū)的FF80H單元，該單元放置了一條跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到F800H單元。而F800H就是自舉加載器（Bootloader）引導(dǎo)程序的起始單元。 Bootloader的任務(wù)就是將存放在外部FLASH中的程序“搬運”到DSP內(nèi)部或外部的RAM區(qū)，“搬運”完后跳轉(zhuǎn)到程序入口處執(zhí)行。存放在外部FLASH中的用戶程序與一些必要的引導(dǎo)信息組合在一起，稱為Boot表示（自舉表）。16位模式下通用的Boot表結(jié)構(gòu)如表1所示。表1 16位模式下通用Boot表結(jié)構(gòu) 序 號內(nèi)容及意義110AA（16位存儲格式）2SWWSR值3BSCR值4Boot之后程序執(zhí)行入口偏移地址XPC5Boot之后程序執(zhí)行入口地址PC6第一個程序段的長度7第一個程序段要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)域移地址8第一個程序段要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)地址9第一個程序段代碼…10第二個程序段的長度11第二個程序段要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)偏移地址12第二個程序段要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)地址13第二個程序段代碼…14Boot表結(jié)構(gòu)標(biāo)志：0x0000TMS320C5416提供了多種自舉加載的方法。在此使用并行加載模式，因此令I(lǐng)NT2=1和INT3=1。在并行模式下，自舉表放在外部數(shù)據(jù)存儲器的32K高端地址區(qū)間：8000H～0FFFH。自舉表首地址放在數(shù)據(jù)空間的0FFFFH單元。加載時，Bootloader讀取數(shù)據(jù)空間的0FFFFH單元中的內(nèi)容，將其作為首地址，從該地址開始復(fù)制數(shù)據(jù)到內(nèi)部的程序空間。復(fù)制完畢后，Bootloader便跳轉(zhuǎn)到指定的程序入口地址，開始執(zhí)行用戶程序。 3 MBM29LV400BC的操作命令字及其C語言程序 MBM29LV400BC是FUJITSU公司的FLASH產(chǎn)品，容量為4M，其外部引腳和控制命令字都符合JEDEC標(biāo)準，內(nèi)部存儲區(qū)分成11扇區(qū)。 對FLASH的讀取可以直接進行。但對FLASH的寫入和擦除等操作卻是通過命令字進行的?？紤]到FLASH的起始單元是8000H，加上命令字所提供的偏移地址，可以得到如下幾常用的操作命令字： 讀/復(fù)位命令：往FLASH任意一個單元寫入數(shù)據(jù)0F0H，都可導(dǎo)致FLASH復(fù)位，從而使其處于“讀”模式。 編程命令：需要四個總線周期。在字模式（16位數(shù)據(jù)寬度）下，如表2所示。表2 FLASH編程命令 周期1（解鎖）2（解鎖）3（建立）4（編程）地址8555H82AAH8555HPA（編程地址）數(shù)據(jù)0AAH55H0A0HPD（編程數(shù)據(jù)）擦除命令：有片擦除和扇區(qū)擦除兩種方式，需六個總線周期。在字模式下，如表3所示。表3 FLASH擦除命令 周期1（解鎖）2（解鎖）3（建立）4（解鎖）5（解鎖）6（片擦除）6（扇區(qū)擦除）地址8555H82AAH8555H8555H82AAH8555HSA（扇區(qū)號）數(shù)據(jù)0AAH55H080H0AAH55H10H30H在向FLASH寫入上述命令的時候，當(dāng)最后一個總線周期完成時，F(xiàn)LASH便會啟動內(nèi)部算法，實現(xiàn)自動擦除、編程等內(nèi)部操作。 對FLASH的正確操作順序是：先復(fù)位，再擦除（片擦除或者扇區(qū)擦除），最后編程。 FLASH進行內(nèi)部操作需要一定的時間，在這個過程中，F(xiàn)LASH會提供一些標(biāo)志信號，通知用戶內(nèi)部操作過程是否已經(jīng)結(jié)束。為簡單起見，在對FLASH操作時不查詢?nèi)魏螛?biāo)志，而是采取延時的方法，等待FLASH內(nèi)部操作結(jié)束，再進行下一步。延時的時間應(yīng)該足夠長，以保證FLASH擦除或編程成功。具體的延時時間應(yīng)根據(jù)不同的系統(tǒng)確定。 根據(jù)上述FLASH的操作原理，編寫了如下幾個主機的C語言操作子程序： typedef unsigned char BYTE; void ResetFlash() //FLASH復(fù)位子程序 { BYTE *pa; pa=(BYTE *)0x8000; *pa=0x0F0; } void EraseFlash() //FLASH片擦除子程序 { BYTE *pa; pa=(BYTE *)0x8555; *pa=0x0AA; pa=(BYTE *)0x82AA; *pa=0x055; pa=(BYTE *)0x8555; *pa=0x080; pa=(BYTE *)0x8555; *pa=0x0AA; pa=(BYTE *)0x82AA; *pa=0x055; pa=(BYTE *)0x8555; *pa=0x010; delay_10s(); //延時10s } void WriteFlash(BYTE *pa,int pd)//寫FLASH某個單元的子程序 { BYTE *tmp; tmp=(BYTE *) 0x8555; *tmp=0x0AA; tmp=(BYTE *)0x82AA; *tmp=0x055; tmp=(BYTE *)0x8555; *tmp=0x0A0; *pa=pd; delay_200ms(); //延時200ms } 延時子程序可用簡單的加法計數(shù)實現(xiàn)，例如延時10s的子程序示例如下： delay_10s() { int i; int j; for(i=0;i<0x100;i++) { for(j=0;j<0x01000;j++); } } 具體的延時時間需要根據(jù)系統(tǒng)的時鐘設(shè)置，應(yīng)重新調(diào)整延時子程序中的i和j的值來確定，直到能夠成功操作FLASH為止（可以通過CCS集成開發(fā)環(huán)境的“View→Memory...”菜單命令來查看被操作的FLASH單元是否成功擦除或?qū)懭耄? 4 TMS320C5416在線燒寫MBM29LV400BC的C語言程序 利用CCS編譯并鏈接得到的目標(biāo)文件（*.out文件）是二進制的COFF格式文件，需要利用Hex轉(zhuǎn)換工具將其轉(zhuǎn)換為大多數(shù)編程器能夠接收的格式之一（如ASCII碼十六進制格式、Intel格式等），然后利用專門的燒寫工具燒寫FLASH，這個方法在一般的用戶系統(tǒng)上不便于實現(xiàn)。但是根據(jù)前面所述DSP的Boot原理，則可以寫一段很簡單的燒寫程序，按照Boot表格式，將目標(biāo)代碼在線燒寫進FLASH。 現(xiàn)在用一個實際的例子來說明在線燒寫的過程。具體過程如下： 建立兩個獨立的工程文件：MyProject.pjt和FlashBurn.pjt。前者生成的目標(biāo)文件就是要燒入到FLASH中的用戶程序，后者則用來實現(xiàn)燒入過程。MyProject.pjt有兩個程序段：第一段是“.text”段，位于0x1000開始的單元，長度為0x2e。它用中斷的方法實現(xiàn)LED燈的閃爍；第二段為“.VECTORS”段，位于0x0080開始的單元，長度為0x0078。它實現(xiàn)中斷向量表的重新映射。程序執(zhí)行入口地址也在0x1000單位。燒寫的只需燒寫用戶程序的已初始化段（代碼或數(shù)據(jù)表）。用戶程序各段的起始單元及其長度可以參考該工程編譯鏈接后的性成的.map文件（如本例的MyProject.map），這是編寫燒寫程序的依據(jù)。 燒寫工程文件MyProject.pjt只有一個程序段，定位在0x7000開始的存儲區(qū)（注意不要與MyProject.pjt所占的程序空間有重疊），并將其_c_int00直接定位到該區(qū)域。 用戶程序擬燒寫到外部FLASH的0x8000開始的存儲區(qū)。 兩個工作建立并且編譯完畢后，在CCS中先打開MyProject.pjt工程文件，用“File→Load Program...”菜單命令下載用戶程序目標(biāo)代碼MyProject.out；再打開MyProject.pjt工程文件，下載FlashBurn.out，運行FlashBurn.out，即可將FlashBurn.out代碼及其Boot引導(dǎo)信息寫入到FLASH中。 脫離仿真器，令MP/MC=0，上電復(fù)位，即可實現(xiàn)自舉加載并自動運行。 本例的燒寫工程文件MyProject.pjt的C語言主程序如下： typedef unsigned char BYTE; void main() { BYTE *FlashPtr; //指向FLASH的指針 Int FlashData; //寫往FLASH的數(shù)據(jù) Int i; BYTE *OriMem; //代碼在片內(nèi)RAM的源地址 Int iDatalen; //代碼段長度 ResetFlash(); //復(fù)位FLASH EesetFlash(); //整片擦除FLASH //開始燒寫FLASH，下面為Boot表引導(dǎo)信息 FlashPtr=(BYTE *)0x8000; FlashData=0x10AA; //置16位存儲器格式 WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x7FFF; //置SWWSR初始化值 WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x0F800; //置BSCR初始化值 WriteFlash(flashPtr++,FlashData); FlashData=0x0000; //程序執(zhí)行入口偏移地址XPC WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x1000; //程序執(zhí)行入口地址PC WriteFlash(FlahsPtr++,FlashData); FlashData=0x002e; //第一個程序段的長度 WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x0000; //第一個程序要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)偏移地址 WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x1000; //第一個程序段要裝入的內(nèi)部RAM區(qū)地址 WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); //開始燒寫第一段程序 OriMem=(BYTE *)0x1000; //第一段程序首地址 iDatalen=0x002e; //第一段程序長度 for(i=0;i