DSP系統(tǒng)應用中FLASH在線編程方法

摘要：介紹了在TI公司TMS320VC33 DSP應用系統(tǒng)中，通過JTAG口對DSP外部FLASH存儲器實現(xiàn)在線編程的方法，給出了DSP系統(tǒng)加電后的自動裝載運行。 關(guān)鍵詞：DSP JTAG FLASH存儲器 在線編程 Bootload FLASH存儲器是一種高密度、非易失性的電可擦寫存儲器，存儲量大，使用方便，適用于低功耗、高性能的系統(tǒng)。在高速DSP應用系統(tǒng)中，為了充分發(fā)揮DSP性能，在加電后需要將用戶代碼裝載到高速RAM存儲器中運行。下面介紹SST29LE020型FLASH存儲器的燒寫方法，以及如何實現(xiàn)TMS320VC33上電后用戶程序的自舉引導（Bootload）。 1 SST29LE020的特點及操作 SST29LE020是SST公司生產(chǎn)的一種256K%26;#215;8FLASH，它有10萬次以上的擦寫壽命，其內(nèi)部分為2048個頁面，每個頁面128字節(jié)，頁面寫周期為5ms。如果頁面中一個數(shù)據(jù)需要改變，則這個分區(qū)的所有數(shù)據(jù)必須重新裝入。 FLASH支持軟件數(shù)據(jù)保護功能（Software Data Protection），當執(zhí)行三字節(jié)DSP寫指令時，保護功能將自動加上，任何后續(xù)的寫操作必須帶上三字節(jié)DSP寫指令。 SST29LE020的讀操作與傳統(tǒng)EPROM讀操作一致；在進行數(shù)據(jù)編程操作時，它支持內(nèi)部定時(Internal Timer)、數(shù)據(jù)查詢（Data#Polling）、跳變位（Toggle Bit）三種方式，以測試內(nèi)部編程操作是否完成。FLASH軟件擦除指令為6字節(jié)加載指令，該指令執(zhí)行后，最多等待20ms整個芯片便被擦除，即將FLASH每個數(shù)據(jù)位都恢復為1狀態(tài)的全FF狀態(tài)。 SST29LE020軟件指令序列可在SST公司的數(shù)據(jù)手冊上查到，在FLASH編程之前，需對FLASH進行擦除，擦除操作需要六個總線周期。 FLASH頁面寫操作在使用內(nèi)部定時方式時的流程如圖1所示。 2 TMS320VC33簡介 TMS320VC33是美國TI公司推出的TMS320C3X系列的32位浮點數(shù)字信號處理器，它是在TMS320C31浮點DSP的基礎(chǔ)上開發(fā)的一個價格更低的DSP，該產(chǎn)品具有高速、低功耗、低成本、易于開發(fā)等顯著優(yōu)點。TMS320VC33采用內(nèi)部1.8V，外部3.3V供電，因而它的功耗比原有型號TMS320C31的功耗降低了大約一個整量級，而且能支持高達150M/FLOPS的運行速率。其主要特性如下： CPU是32bit的高性能CPU：可進行16/32b整數(shù)和32/40b的浮點操作；內(nèi)含8個擴展精度寄存器；有2個地址發(fā)生器、8個輔助寄存器和2個輔助寄存器算術(shù)單元（ARAU）。 片內(nèi)存儲器為32bit指令字、24bit地址線、34K%26;#215;32b（1.1Mb）的雙靜態(tài)RAM。 外圍接口具有啟動程序裝載功能；內(nèi)含5倍頻的鎖相環(huán)（PLL）時鐘發(fā)生器；片內(nèi)存儲器可映射外設，其中包括一個串行口、兩個32bit定時器和一個DMA；具有四個內(nèi)部譯碼頁選，可大大簡化TMS320VC33與I/O及存儲器的接口。 3 TMS320VC33程序引導功能 TMS320VC33具有兩種存儲器映射方式，即MP（Microprocessor Mode）方式和MC/BL（Microcomputer/Bootloader Mode）方式，兩種方式下中斷向量的位置不同。常用的是MC方式。在該方式下，MCBL/MP引腳接高電平，內(nèi)部ROM被映射到000～FFF之間。這段ROM中今有器件生產(chǎn)廠家固化的引導程序（BootLoader），該引導程序可以將DSP實時運行的程序和數(shù)據(jù)從外部低速ROM或串行口裝入到高速RAM中。 TMS320VC33復位后即運行內(nèi)部固化的引導程序，引導程序通過查詢四個中斷引腳來確定裝入方式。這些引腳為低電平有效，查詢順序依次為INT3、INT0、INT1、INT2；當INT3有效時，為串行裝入方式；當INT0有效時，從外部地址0x001000處裝入（BOOT1）；當INT1有效時，從外部地址0x400000處裝入（BOOT2）；當INT2有效時，從外部地址0xfff000處裝入（BOOT3）。 TMS320VC33具有四個快速頁選信號，用于對外部地址空間尋址。 使用外部存儲器裝入數(shù)據(jù)時，外部存儲器數(shù)據(jù)頭位置需包含以下信息： （1） 外部存儲器寬度（8/16/32位）；（2） 程序代碼塊的長度； （3） 裝入數(shù)據(jù)的目的起始地址； （4） 存儲器訪問的定時控制參數(shù)。 頭信息之間是用戶的程序代碼，程序代碼按低位在前、高位在后的順序排列。程序代碼之后，必須有一個全零字，即0x00000000，用以指示引導程序用戶程序代碼已結(jié)束。引導完成后，即從裝入的目的地址處開始執(zhí)行用戶程序。 4 FLASH在線編程方法 TMS320VC33的調(diào)試使用CC for C3x/4X(Code COmposer)集成編程環(huán)境，通過JTAG頭仿真用戶板，用戶代碼先放在外部RAM中調(diào)試，調(diào)試成功后，就可以將用戶程序代碼寫入FLASH了。下面介紹在并行裝入BOOT2方式下的在線編程方法。 SST29LE020與TMS320VC33的連接方式比較簡單，F(xiàn)LASH片選CE引腳直接連接至TMS320VC33的PAGE1引腳；FLASH的輸出使能OE引腳的最簡單的處理方法是采用跳線方式（當向FLASH寫入數(shù)據(jù)時，接高電平；通常情況下，接地）。 在調(diào)試用戶程序時，需根據(jù)用戶板的存儲器空間分配制作CMD文件，假設用戶擴展的外部RAM為32bit，起始地址為0x00c00000，長度為32K；外部FLASH起始地址為0x00400000（使用BOOT2方式），長度為256K。其CMD文件如下： MEMORY { INTRAM1：origin=0x00800000,length=0x00008000 INTRAM2:origin=0x00809800,length=0x000007c1 VEC:origin=0x00809fc1,length=0x3f EXTRAM:origin=0x00c00000,length=0x00008000/*32k*/ FLASH:origin=0x00400000,length=0x00040000/*256*/ } SECTIONS {/*用戶程序代碼及初始化數(shù)據(jù)放在外部RAM*/ .vectors>VEC /*VC33規(guī)定的中斷向量地址*/ .text :LOAD=EXTRAM .cinit>EXTRAM .data:RUN=EXTRAM .bss:RUN=INTRAM2 .stack>INTRAM1 } 第一步：在CC下編譯后，裝入用戶.OUT文件，用戶程序代碼即被寫入EXRAM空間。 第二步：依據(jù)TMS320VC33的BOOT格式，并根據(jù)CC產(chǎn)生的用戶.MAP文件找出程序入口地址、各加載塊的入口地址以及長度，編寫FLASH燒寫文件。示例源程序清單如下： #define MEM_WIDE 0x00000008 /*Flash存儲器寬度*/ #define CG_REGISTER 0x000010c8 /*全局存儲器配置參數(shù)*/ #define ENTER_POINT 0x00c00064 /*程序代碼入口地址*/ volatile int *flash_add=(volatile int *)0x400000;/*外部Flash的映射地址*/ #define BOOTORG 0xc00064 /*.MAP文件中的程序入口地址 #define BOOTBLK 3/*.MAP 文件中的加載塊數(shù)量*/ #define BOOTSRC1_ADD 0x00809fc1 /*第1個加載塊地址*/ volatile int *bootblk1_add=(volatile int *)0x00809fc1; #define BOOTBLK1_LEN 0x3a /*第1個加載塊長度*/ #define BOOTSRC2_ADD 0x00C00000 /*第2個加載塊地址*/ volatile int *bootblk2_add=(volatile int *)0x00c00000; #define BOOTBLAK2_LEN 0xa3 /*第2個加載塊長度*/ #define BOOTSRC3_ADD 0x00C000a3 /*第3個加載塊地址*/ volatile int *bootblk3_add=(volatile int *)0x00c000a3; #define BOOTBLK3_LEN 0x17 /*第3個加載塊長度*/ //////////////////////////////////////////// unsigned int flashaddnum,bytenum; /*定義Flash地址及頁面字節(jié)數(shù)變量*/ void waite(int ms)/****軟件 1ms子程序****/ {…………；} void sdp_flash()/******軟件數(shù)據(jù)保護子程序*********/ {flash_add[0x5555]=0xaa;/*3字節(jié)芯片SDP指令*/ flash_add[0x2aaa]=0x55; flash_add[0x5555]=0xa0; } void era_flash()/******擦除芯片子程序*********/ {flash_add[0x5555]=0xaa;/*6字節(jié)芯片擦除指令*/ flash_add[0x2aaa]=0x55; flash_add[0x5555]=0x80; flash_add[0x5555]=0xaa; flash_add[0x2aaa]=0x55; flash_add[0x5555]=0x10; waite(20); /*20ms等待芯片擦除完成*/ } void write_flash(int bootdata)/***寫一個int型數(shù)據(jù)***/ {unsigned int i; for(i=0;i<3;i++) /*一個int型數(shù)分成四個字節(jié)寫入*/ {if(bytenum==0) /*如果是頁面第1個字節(jié)，先寫SDP指令*/ {sdp_flash();} flash_add[flashaddnum]=bootdata; /*向Flash地址寫一個字節(jié)*/ flashaddnum++; /*Flash地址加1*/ bytenum++; /*頁面字節(jié)加1*/ if(bytenum>127) /*一個頁面寫完，頁面字節(jié)置0，等待11ms*/ {bytenum=0;waite(11);} bootdata>>=8; /*待寫數(shù)據(jù)右移8位*/ } } void main() /***主程序***/ {unsigned int i,j,lenth; bytenum=0;flashaddnum=0; /*Flash地址及頁面字節(jié)數(shù)置*/ waite(1); /*等待1ms*/ era_flash(); /*擦除Flash芯片*/ write_flash(MEM_WIDE); /*寫外部Flash存儲器寬度*/ write_flash(CG_REGISTER); /*寫寄存器配置參數(shù)*/ write_flash(1); /*第1個boot的數(shù)據(jù)長度為1*/ write_flash()ENTER_POINT; /*寫入boot的目的地址*/ write_flash(0); /*第1個boot的數(shù)據(jù)*/ for(i=0;iINTRAM1 .stack>INTRAM1 } 第四步：運行燒寫程序，用戶代碼即被寫入FLASH中，將FLASH的OE引腳跳線連通至的位置，利用CC可以查看FLASH存儲器內(nèi)容是否與要燒寫的內(nèi)部一致，并脫機檢驗。 FLASH在線編程方法已在用戶板上得到了驗證，達到了預期的目的。通過JTAG仿真器對TMS320VC33用戶系統(tǒng)外部FLASH的在線編程，可以省去HEX轉(zhuǎn)換工具及EPROM編程器等工具，且具有方便、易行的特點。該現(xiàn)場在線編程的方法可推廣至其它系列DSP用戶系統(tǒng)，是DSP開發(fā)中需要掌握的一項新技術(shù)。