基于JTAG口對(duì)DSP外部Flash存儲(chǔ)器的在線編程設(shè)計(jì)

引言

在采用TI數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的嵌放式硬件系統(tǒng)開發(fā)完成，軟件也有CCS2.0集成開發(fā)環(huán)境下仿真測試通過后，怎樣將編譯、鏈接后生成的可執(zhí)行文件（.Out），經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的十六進(jìn)制文件（.Hex）寫入硬件系統(tǒng)的Flash存儲(chǔ)器中，讓系統(tǒng)脫機(jī)運(yùn)行，這是許多DSP開發(fā)人員及初學(xué)者遇到并需要解決的問題。

從JTAG接口對(duì)DSP外部Flash的編程方法不只一種。本文以TMS320C6711-150 DSK板為例，介紹“在線仿真狀態(tài)下”對(duì)Flash的編程。

1 Flash存儲(chǔ)器的擦除

Flash編程之前，應(yīng)對(duì)Flash進(jìn)行擦除，使其每個(gè)數(shù)據(jù)位都恢復(fù)為1狀態(tài)，即全FF狀態(tài)。對(duì)Flash的擦除操作需要6個(gè)總線周期，總線時(shí)序如圖1。

從圖1可知，各總線周期的操作為：
第一總線周期——向2AAAH地址的存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)55H；
第二總線周期——向2AAAH地址的存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)55H；
第三總線周期——向5555H地址的存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)80H；
第四總線周期——向5555H地址的存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)AAH；
第五總線周期——向2AAAH地址的存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)55H；
第六總線周期——向5555H地址的存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)10H。
完成上述操作后，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器被完全擦除，內(nèi)部數(shù)據(jù)恢復(fù)為初始狀態(tài)，全為FFH。
在TMS320C6711中，用C語言完成上述操作為：
void erase_flash()
{
*(unsigned volatile char*)FLASH_ADR1=0x00aa;
*(unsigned volatile char*)FLASH_ADR2=0x0055;
*(unsigned volatile char*)FLASH_ADR1=0x0080;
*(unsigned volatile char*)FLASH_ADR1=0x00aa;
*(unsigned volatile char*)FLASH_ADR2=0x0055；
*(unsigned volatile char*)FLASH_ADR1=0x0010；
}

在TMS320C6711系統(tǒng)中，F(xiàn)lash所在地址段為CE1空間，其開始地址為0x90000000。這樣，其中的FLASH_ADR1、FLASH_ADR2在頭文件中被定義為：
#define FLASH_ADR1 0x90005555
#define FLASH_ADR2 0x90002AAA

需要說明的是，在對(duì)Flash進(jìn)行擦除時(shí)，應(yīng)對(duì)DSP及EMIF外存儲(chǔ)器接口進(jìn)行初始化，CE1空間定義為8位讀寫模式。
初始化函數(shù)如下：
void c6x11_dsk_init(){ /*DSP和EMIF初始化*/
CSR=0x100; /*禁止所有中斷*/
IER=1； /*禁止除NMI外的所有中斷*/
ICR=0xffff; /*清除所有未完成的中斷*/
*（unsigned volatile int *）EMIF_GCR=0x3300;
*(unsigned volatile int *)EMIF_CE0=0x30;
*(unsigned volatile int*)EMIF_CE1=0xffffff03;
*(unsigned volatile int*)EMIF_SDCTRL=0x07227000;
*(unsigned volatile int*)EMIF_SDRP=0x61a;
*(unsigned volatile int*)EMIF_SDEXT=0x54529;
}

2 Flash存儲(chǔ)器的編程

對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行字節(jié)編程之前，需要對(duì)它進(jìn)行3個(gè)周期的編程指令操作，總線時(shí)序如圖2。

從圖2可知，各總線周期的操作如下：
第一總線周期——向5555H地址的存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)AAH；
第二總線周期——向2AAAH地址的存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)55H；
第三總線周期——向5555H地址的存儲(chǔ)單元寫入數(shù)據(jù)A0H；
第四總線周期——向地址的存儲(chǔ)單元寫入編程數(shù)據(jù)；
……
在TMS320C6711中，用C語言完成上述操作為：
/*---------------------------------------------------------------------*/
/*入口參數(shù)：pattern[]：數(shù)組，用于存儲(chǔ)編程數(shù)據(jù)*/
*/ start_address:所要編程的起始地址指針*/
/* page_size：所要編程的Flash的頁面尺寸*/
/*出口參數(shù)：無*/
/*---------------------------------------------------------------------*/
void flash_page_prog(unsigned char pattern[],unsigned volatile char *start_address,int page_size){
volatile int i;
unsigned volatile char *flash_ptr=start_address;
*(unsigned volatile char *)FLASH_ADR1=FLASH_KEY1;
*(unsigned volatile char *)FLASH_ADR2=FLASH_KEY2;
*(unsigned volatile char *)FLASH_ADR1=FLASH_KEY3;
for(i=0;ipage_size;i++)
*flash_ptr++=pattern;
}
其中，F(xiàn)LASH_KEY1、FLASH_KEY2、FLASH_KEY3的定義如下：
#define FLASH_KEY1 0xAA
#define FLASH_KEY2 0x55
#define FLASH_KEY3 0xA0

3 校驗(yàn)和的計(jì)算與編程原理

（1）校驗(yàn)和的計(jì)算
在程序中，應(yīng)對(duì)Flash編程的正確性進(jìn)行自動(dòng)檢查，把編程前數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和編程后Flash中讀出數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和進(jìn)行比較：如果相同，則編程成功；如果不相同，則編程失敗。需要注意的是，在對(duì)Flash進(jìn)行編程的過程中，不能用CCS2.0中的“VIEW/MEMORY…”功能看Flash中的編程數(shù)據(jù)，這樣會(huì)導(dǎo)致一會(huì)地址編程的失敗。

其C語言程序如下：
/*----------------------------------------------------------------------*/
/*入口參數(shù)：start_address:所要校驗(yàn)的起始地址*/
/* size_in_byte:所要校驗(yàn)的Flash數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)*/
/*出口參數(shù)：lchecksum:校驗(yàn)和 */
/*----------------------------------------------------------------------*/
int flash_checksum(int start_address,int size_in_byte){
int i;
int lchecksum;
unsigned volatile char*flash_ptr=(unsigned volatile char*)
start_address;
int temp;
i=0;
lchecksum=0;
while(isize_in_byte-4){
temp=*flash_ptr++;
temp=0xff;
lchecksum=lchecksum+temp;
i++;
}
return lchecksum;
}

(2)編程原理

基本原理是：在仿真狀態(tài)下，在PC機(jī)上運(yùn)行DSP編程軟件，由運(yùn)行的DSP通過JTAG口從PC機(jī)上讀入待編程的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)文件，由DSP將其寫入到其外部Flash中，即完成用戶數(shù)據(jù)文件的燒寫工作。

4 編程數(shù)據(jù)的讀入及編程

編程時(shí)，由DSP程序從終端仿真計(jì)算機(jī)上打開要編程的十六進(jìn)制文件，從十六進(jìn)制文件中依次讀入編程數(shù)據(jù)，并由DSP將其寫入到其外部Flash中，程序段如下：
while(data_flag=0){
display_count++;
if(display_count==DISPLAY_SIZE){
display_count=0;
/*printf(.);*/
}
for(i=0;iFLASH_WRITE_SIZE;i++){
j=fscanf(hex_fp,“%x”,data);/*從文件中讀入編程數(shù)據(jù)，每次取一個(gè)字節(jié)*/
if(j==EOF||j==0){
data_flag=1;
break;
}
host_buffer=data;
checksum+=data;
flash_addr+=1;
if(falsh_addr>0x90020001){
printf(ERROR:beyond valid flash address!);
}
}
//寫入Flash
ptr=(unsigned volatile char *)(flash_addr-0x80);
if(data_flasg==0){
length=FLASH_WRITE_SIXZE;
flash_page_prog(host_buffer,ptr,length);
printf(Programming address:%x，flash_addr-0x80);
}
}

注意：所采用的十六進(jìn)制文件應(yīng)使用“Hex6x.exe”命令，并在hex.cmd命令文件中使用“-a”參數(shù)生成的文件；指定的存儲(chǔ)器長度必須能被128整數(shù)（len參數(shù)能被128整除）。因?yàn)锳T29LV010A以扇區(qū)為操作單位，每個(gè)扇區(qū)為128字節(jié)，共1024個(gè)扇區(qū)，其格式如下：
…
-map hex.map
-a
-image
-zero
-memwidth 8
ROMS
{
FLASH:org=0x90000000,len=0x20000,romwidth=8,files={test.hex}
}
…

5 仿真運(yùn)行

將上述程序組成一個(gè)完整的程序，經(jīng)過編譯、鏈接（Project/Build命令）后，使用“File/Load Program...”將編程代碼Load到DSP中，運(yùn)行程序，經(jīng)過幾分種后即編程完畢。

結(jié)語

對(duì)DSP外部Flash編程雖不是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，但它在整個(gè)DSP嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中卻有著至關(guān)重要的作用。如果開發(fā)者在設(shè)計(jì)之初就掌握了這項(xiàng)技術(shù)，就會(huì)大大方便系統(tǒng)的調(diào)試，縮短開發(fā)時(shí)間。