《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 嵌入式技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于C語言和GEL語言的Flash編程新方法
基于C語言和GEL語言的Flash編程新方法
摘要: 以TMS320VC5402為例,,探討一種綜合運(yùn)用C語言、數(shù)據(jù)文件及GEL語言的Flash編程新方法,。該方法完全采用C語言編寫燒寫程序,,解決了指針不能訪問高端Flash的問題;把引導(dǎo)表作成數(shù)據(jù)文件,,可實(shí)現(xiàn)大引導(dǎo)表的分批次加載,;通過GEL程序控制C程序執(zhí)行,較好地體現(xiàn)了Flash編程的流程,。
Abstract:
Key words :

摘要 以TMS320VC5402為例,探討一種綜合運(yùn)用C語言,、數(shù)據(jù)文件及GEL語言的Flash編程新方法,。該方法完全采用C語言編寫燒寫程序,解決了指針不能訪問高端Flash的問題,;把引導(dǎo)表作成數(shù)據(jù)文件,,可實(shí)現(xiàn)大引導(dǎo)表的分批次加載;通過GEL程序控制C程序執(zhí)行,,較好地體現(xiàn)了Flash編程的流程,。
關(guān)鍵詞 TMS320VC5402 Flash 引導(dǎo)表 通用擴(kuò)展語言 GEL
引言
  在DSP應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的后期,一般需要將用戶程序?qū)戇M(jìn)Flash等非易失性存儲(chǔ)器,,以便采用并行引導(dǎo)的方法實(shí)現(xiàn)用戶程序的自舉加載,。這一步驟稱為“燒寫”;針對(duì)Flash的燒寫又稱為Flash編程,。以往的編程方法大多采用匯編語言編寫程序,,可讀性較差,并將引導(dǎo)表的制作也放在程序中實(shí)現(xiàn),;用戶程序一變,,燒寫程序就得重新編寫,,不具有通用性。參考文獻(xiàn)[1]采用C語言完成Flash讀寫,,較清晰地體現(xiàn)了Flash編程的思想,,但是它采用指針訪問Flash空間,不能對(duì)高端Flash(64 K字存儲(chǔ)空間以外)進(jìn)行訪問,,且將引導(dǎo)表作成數(shù)組的方法仍顯機(jī)械,。
  這里提出的Flash編程方法完全采用C語言編寫燒寫程序,運(yùn)用函數(shù)地址訪問高端Flash,,借助數(shù)據(jù)文件將引導(dǎo)表加載到數(shù)據(jù)空間,。GEL(General Extension Language,通用擴(kuò)展語言)作為一種程序擴(kuò)展語言,被廣泛用于調(diào)試及程序運(yùn)行環(huán)境的定制,。這里將GEL語言運(yùn)用于Flash編程,,可以控制C程序在數(shù)據(jù)加載完成后執(zhí)行燒寫過程,從而實(shí)現(xiàn)大引導(dǎo)表的燒寫,。
1 DSP開發(fā)板及Flash存儲(chǔ)器
  筆者使用的DSP開發(fā)板上有1片TMS320VC5402通用DSP芯片,、1片SST39VF400A存儲(chǔ)芯片(Flash)、鍵盤和液晶顯示器等,。其中Flash容量為256 K字(1字=16位),,組織為128個(gè)扇區(qū)或8個(gè)塊。為充分發(fā)揮Flash容量大的特點(diǎn),,本系統(tǒng)在硬件上將Flash空間的映射設(shè)計(jì)為:在上電自舉過程中,,F(xiàn)lash空間的0x04000~0x0FFFF映射到數(shù)據(jù)空間的0x4000~0xFFFF;上電自舉完成后,,整個(gè)Flash空間0x00000~0x3FFFF映射到程序空間的0x80000~0xBFFFF,即映射到了TMS320VC5402的擴(kuò)展程序空間,,處于高地址,因此稱為“高端Flash”,。由此可知,,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)時(shí),F(xiàn)lash總是表現(xiàn)為高端Flash,。

圖1 Flash編程流程
2 Flash編程流程
  用戶程序一般以可執(zhí)行COFF(公共目標(biāo)文件格式)文件格式存在(后綴名為.out),,F(xiàn)lash編程所要完成的就是將此可執(zhí)行文件轉(zhuǎn)換成特定的ASCII碼引導(dǎo)表的格式,并按此格式順序?qū)戇M(jìn)Flash,。Flash編程流程如圖1所示,。下面僅以一個(gè)動(dòng)畫顯示程序qq.out為例,介紹如何將其燒寫進(jìn)Flash,。
2.1 生成引導(dǎo)表
  通過Hex轉(zhuǎn)換工具,,將用戶程序qq.out文件轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制形式的ASCII碼流文件(ASCIIHex格式文件[2])qq.asc。首先編寫一個(gè)convert.cmd命令文件,。部分內(nèi)容如下:
  qq.out/*用戶程序*/
  -a/*轉(zhuǎn)換成ASCIIHex格式文件*/
  -map qq.mxp/*包含引導(dǎo)表的長度等信息*/
  -o qq.asc/*轉(zhuǎn)換成qq.asc*/
  執(zhí)行命令行“hex500 convert.cmd”將產(chǎn)生qq.mxp和qq.asc文件,。其中qq.mxp文件有這樣的信息:“CONTENTS: 00000000…0000433b”,。表示qq.asc中的引導(dǎo)表長度為0x433C字,內(nèi)容大致為:“10 AA 7F FF 00 02 00 00…”,。
2.2 轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)文件
  編程將ASCIIHex格式文件qq.asc轉(zhuǎn)換成CCS(Code Composer Studio,,代碼集成開發(fā)環(huán)境)支持的數(shù)據(jù)文件(后綴名為.dat)。例中的引導(dǎo)表已屬較大的表,,這里將其轉(zhuǎn)換為兩個(gè)數(shù)據(jù)文件qq_dat1.dat和qq_dat2.dat,,以在同一緩沖區(qū)分兩次裝載,避免因緩沖區(qū)太小而容納不了引導(dǎo)表的情況發(fā)生,。
  CCS支持的數(shù)據(jù)文件的第一行為文件頭信息,,格式為:
  幻數(shù)  數(shù)據(jù)格式  起始地址  頁類型  數(shù)據(jù)塊大小
其后是文件內(nèi)容,每行表示一個(gè)數(shù)據(jù),。其中幻數(shù)固定為“1651”,,數(shù)據(jù)格式可以選擇“1”(十六進(jìn)制整型)、“2”(十進(jìn)制整型),、“3”(十進(jìn)制長整型),、“4”(十進(jìn)制浮點(diǎn)型)。
  利用VC6.0編寫該轉(zhuǎn)換程序是簡單的,,程序運(yùn)行后產(chǎn)生的qq_dat1.dat文件將是:“1651 1 4000 1 2000 0x10AA…”,。從文件頭信息可知,加載該文件可將引導(dǎo)表裝載到數(shù)據(jù)空間0x4000起始的長度為0x2000的緩沖區(qū)中,。
2.3 Flash燒寫
  利用GEL程序?qū)⒁龑?dǎo)表形成的數(shù)據(jù)文件qq_dat1.dat和qq_dat2.dat逐次裝載到數(shù)據(jù)空間,,調(diào)用C程序執(zhí)行燒寫過程。
  由于Flash空間映射到TMS320VC5402程序空間的0x80000~0xBFFFF,,故實(shí)際編寫程序時(shí)使用的Flash空間的地址均需偏移0x80000,。例如,F(xiàn)lash空間的0x5555地址單元實(shí)際上為0x85555,。
  正如前面所介紹的,雖然高端Flash囊括了整個(gè)Flash空間,,但是對(duì)于C54x系列芯片,,其C語言指針的寬度為16位,只能訪問64 K字范圍(0x0000~0xFFFF)之內(nèi)的存儲(chǔ)空間,,而不能訪問高端Flash(0x80000~0xBFFFF),。
  參考文獻(xiàn)[3]討論了用C語言指針不能訪問C54x系列DSP擴(kuò)展程序空間的問題,提出了用函數(shù)名代替指針來訪問擴(kuò)展程序空間的方法,,并給出了可供C程序調(diào)用的pfunc_ext.lib庫,。這一方法本質(zhì)上是將函數(shù)名代表的程序空間地址(20位)傳送到40位的累加器,進(jìn)行累加器尋址,,因此使用該庫恰好可以解決指針不能訪問高端Flash的問題,。庫中以下兩個(gè)函數(shù)是有用的:
int PFUNC_wordRead(PFUNC addrProg);
//讀?。〝U(kuò)展)程序空間地址addrProg處的一個(gè)字
void PFUNC_wordWrite(PFUNC addrProg,int wData);
//將字wData寫到(擴(kuò)展)程序空間地址addrProg處
  為應(yīng)用pfunc_ext.lib庫,需定義一些函數(shù),,并在命令文件中為這些函數(shù)所在的自定義代碼段分配段地址,,以使這些函數(shù)的函數(shù)名指向Flash特定的地址單元。例如,,可以編寫一個(gè)C程序源文件,,定義一個(gè)空函數(shù)FLASH_5555以指向0x85555:
#pragma CODE_SECTION(FLASH_5555,"bigpointer")
void FLASH_5555(void){}
  Flash的其他地址可依此方法得到, pfunc_ext.lib庫的具體說明見參考文獻(xiàn)[3]。
  下面應(yīng)用pfunc_ext.lib庫編寫了Flash擦除和編程的3個(gè)基本函數(shù)flash_erase(),、flash_word_write(),、flash_serial_write(),分別完成Flash擦除,、字編程和連續(xù)編程,。其中連續(xù)編程只是循環(huán)調(diào)用了字編程函數(shù)。擦除和字編程的流程分別如圖2和圖3所示,。擦除函數(shù)的代碼如下:
//實(shí)現(xiàn)片擦除,、塊擦除或扇區(qū)擦除,type定義擦除方式,,addr給出扇區(qū)起始地址或塊起始地址
unsigned int flash_erase(PFUNC addr,unsigned type){
  //執(zhí)行SST39VF400A的擦除命令序列
  PFUNC_wordWrite(FLASH_5555,FLASH_CMD1);
  //0xAA﹥*(0x85555)
  …
  PFUNC_wordWrite(addr,type);//擦除類型命令
  …
  }

圖2 擦除流程

圖3 字編程流程
  有了這些基本函數(shù),,就可以在主函數(shù)中完成Flash的燒寫。下面的主函數(shù)實(shí)現(xiàn)將引導(dǎo)表燒寫進(jìn)Flash,。
void main(){
  …
  asm("erase:");//擦除0x80000~0x97FFF,塊擦除
  for(i=0;i<3;i++)
  flag=flash_erase((PFUNC)i,FLASH_BLOCK_ERASE);
  asm("program1:");//連續(xù)編程
  flag=flash_serial_write(FLASH_BASE,MEM_BASE,usercode_length1);//FLASH_BASE指向0x84000
  asm("program2:");//連續(xù)編程
  …
  asm("program_bootaddr:");//字編程
  flag=flash_write_word(FLASH_FFFF,0x4000);
}
  例中采用了塊擦除的方式,。MEM_BASE是多次加載引導(dǎo)表的緩沖區(qū)起始地址,為與數(shù)據(jù)文件qq_dat1.dat中文件頭對(duì)應(yīng),,應(yīng)保證MEM_BASE指向0x4000,。其方法類似于上述函數(shù)名的地址分配(使用#pragma DATA_SECTION偽指令)。最后完成字編程,,使Bootloader上電時(shí)得以在數(shù)據(jù)空間的0xFFFF處讀取引導(dǎo)表在數(shù)據(jù)空間的起始地址,,例中為0x4000。
  為使主函數(shù)正確執(zhí)行,,需借GEL語言的運(yùn)行調(diào)試功能,,由此設(shè)計(jì)的GEL程序真正體現(xiàn)了Flash燒寫的流程。GEL程序流程如圖4所示,,部分代碼如下:
menuitem "PROGRAMMING";
hotmenu FlashFiring(){…
  GEL_Load("ProgramFlash.out");//加載C燒寫程序
  …
  if(flag){
  GEL_Load("qq_dat1.dat");//加載數(shù)據(jù)文件
  GEL_Go(program1); //執(zhí)行連續(xù)編程
  …
  GEL_Load("qq_dat2.dat");//加載數(shù)據(jù)文件
  GEL_Go(program2); //執(zhí)行連續(xù)編程…
}
  }

圖4 GEL程序流程
  GEL程序在C程序每次執(zhí)行前設(shè)定正確的環(huán)境變量并初始化緩沖區(qū),。例如,數(shù)據(jù)文件的長度usercode_length1就是需要根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)文件長度進(jìn)行設(shè)定的環(huán)境變量,;而在進(jìn)行連續(xù)編程之前,,需要GEL程序重新加載MEM_BASE緩沖區(qū)。
3 運(yùn)行結(jié)果
  在CCS環(huán)境下選擇File/Load GEL,裝載以上GEL程序,選擇GEL/ PROGRAMMING/FlashFiring,即可實(shí)現(xiàn)Flash燒寫,。拔掉仿真器,,給系統(tǒng)重新上電,可以看到液晶顯示器上QQ企鵝的動(dòng)畫,。
4 結(jié)論
  通過函數(shù)地址可以進(jìn)行Flash的全空間訪問,;采用C語言編寫Flash擦除和編程函數(shù),增強(qiáng)了程序的可讀性,;將引導(dǎo)表作成多個(gè)數(shù)據(jù)文件,,一方面適于大引導(dǎo)表的加載,另一方面使Flash編程算法與編程數(shù)據(jù)完全分離,,提高了算法的通用性,;僅在GEL程序中修改參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)另一用戶程序的燒寫,體現(xiàn)了方法的靈活性,。
參考文獻(xiàn)
[1] 張勇.C/C++語言硬件程序設(shè)計(jì)——基于TMS320C5000系列DSP[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2003(5):206-230.
[2] Texas Instruments. TMS320C54x Assembly Language Tools User's Guide. SPRUF102,200-210.
[3] David M Alter. Using C to Access Data Stored in Program Memory on the TMS320C54x DSP[R]. SPRA177A, Texas Instruments Application Report,2005-08.
[4] 北京合眾達(dá)電子技術(shù)有限公司. SEED——MMI5402用戶指南. 2004-06.
王海濤(碩士),,主要研究方向?yàn)闄C(jī)器視覺、焊接自動(dòng)控制,;
張文明(教授),,主要研究方向?yàn)楹附幼詣?dòng)控制;
王濱(教授),,主要研究方向?yàn)闄C(jī)器視覺,。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。