摘 要: 通過一個(gè)完整的實(shí)例,,詳細(xì)闡述了TMS320C54x系列DSP芯片在線燒寫" title="燒寫">燒寫FLASH存儲(chǔ)器,并實(shí)現(xiàn)自舉" title="自舉">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)中通常用貼片式FLASH存儲(chǔ)器保存程序,并且在上電或復(fù)位時(shí)再將存儲(chǔ)在FLASH中的程序搬移到DSP片內(nèi)或者片外的RAM中全速運(yùn)行,。這個(gè)“程序搬移”的過程叫做自舉加載" title="加載">加載。
本文以TMS320C5416 DSP對(duì)MBM29LV400BC存儲(chǔ)器的操作為例,,詳細(xì)闡述了在線燒寫" title="在線燒寫">在線燒寫FLASH并實(shí)現(xiàn)自舉加載的方法,。該方法適合于大多數(shù)C54x系列DSP對(duì)符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)器與其進(jìn)行連接,,而中間的邏輯電路采用CPLD實(shí)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(gè)上拉電阻接到3.3V電源,。連接電路原理圖如圖1所示,。相應(yīng)的VHDL語言程序?yàn)椋?BR> 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(shí),TMS320C5416被置于微計(jì)算機(jī)模式,。上電或復(fù)位時(shí),,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(yùn)”到DSP內(nèi)部或外部的RAM區(qū),,“搬運(yùn)”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(自舉表),。16位模式下通用的Boot表結(jié)構(gòu)如表1所示,。
TMS320C5416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(chǔ)器的32K高端地址區(qū)間:8000H~0FFFFH,。自舉表首地址放在數(shù)據(jù)空間的0FFFFH單元,。加載時(shí),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(zhǔn),內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)分成11扇區(qū),。
對(duì)FLASH的讀取可以直接進(jìn)行,。但對(duì)FLASH的寫入和擦除等操作卻是通過命令字進(jìn)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,可以得到如下幾個(gè)常用的操作命令字:
讀/復(fù)位命令:往FLASH任意一個(gè)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(gè)總線周期,。在字模式(16位數(shù)據(jù)寬度)下,,如表2所示。
擦除命令:有片擦除和扇區(qū)擦除兩種方式,,需六個(gè)總線周期,。在字模式下,,如表3所示。
在向FLASH寫入上述命令的時(shí)候,,當(dāng)最后一個(gè)總線周期完成時(shí),,F(xiàn)LASH便會(huì)啟動(dòng)內(nèi)部算法,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)擦除,、編程等內(nèi)部操作,。
對(duì)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(jìn)行內(nèi)部操作需要一定的時(shí)間,在這個(gè)過程中,,F(xiàn)LASH會(huì)提供一些標(biāo)志信號(hào),,通知用戶內(nèi)部操作過程是否已經(jīng)結(jié)束。為簡(jiǎn)單起見,,在對(duì)FLASH操作時(shí)不查詢?nèi)魏螛?biāo)志,,而是采取延時(shí)的方法,等待FLASH內(nèi)部操作結(jié)束,,再進(jìn)行下一步,。延時(shí)的時(shí)間應(yīng)該足夠長(zhǎng),以保證FLASH擦除或編程成功,。具體的延時(shí)時(shí)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(gè)主要的C語言操作子程序" title="子程序">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(shí)10s
}
void WriteFlash(BYTE *pa,int pd) //寫FLASH某個(gè)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(shí)200ms
}
延時(shí)子程序可用簡(jiǎn)單的加法計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn),,例如延時(shí)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(shí)時(shí)間需要根據(jù)系統(tǒng)的時(shí)鐘設(shè)置,,應(yīng)重新調(diào)整延時(shí)子程序中的i和j的值來確定,直到能夠成功地操作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?,。
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(jìn)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(jìn)制格式、Intel格式等),,然后利用專門的燒寫工具燒寫FLASH,,這個(gè)方法在一般的用戶系統(tǒng)上不便于實(shí)現(xiàn)。但是根據(jù)前面所述DSP的Boot原理,,則可以寫一段很簡(jiǎn)單的燒寫程序,,按照Boot表格式,將目標(biāo)代碼在線燒寫進(jìn)FLASH,。
現(xiàn)在用一個(gè)實(shí)際的例子來說明在線燒寫的過程,。具體過程如下:
建立兩個(gè)獨(dú)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(shí)現(xiàn)燒入過程,。MyProject.pjt有兩個(gè)程序段:第一段是“.text”段,,位于0x1000開始的單元,長(zhǎng)度為0x2e,。它用中斷的方法實(shí)現(xiàn)LED燈的閃爍,;第二段為“.VECTORS”段,位于0x0080開始的單元,,長(zhǎng)度為0x0078,。它實(shí)現(xiàn)中斷向量表的重新映射。程序執(zhí)行入口地址也在0x1000單元,。燒寫時(shí)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(zhǎng)度可以參考該工程編譯鏈接后所生成的.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FlashBurn.pjt只有一個(gè)程序段,定位在0x7000開始的存儲(chǔ)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(chǔ)區(qū)。
兩個(gè)工程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FlashBurn.pjt工程文件,,下載FlashBurn.out,,運(yùn)行FlashBurn.out,即可將MyProject.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(shí)現(xiàn)自舉加載并自動(dòng)運(yùn)行,。
本例的燒寫工程文件FlashBurn.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(zhǎng)度
ResetFlash(); //復(fù)位FLASH
EraseFlash(); //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; //16位存儲(chǔ)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(FlashPtr++,FlashData);
FlashData=0x002e; //第一個(gè)程序段的長(zhǎng)度
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x0000; //第一個(gè)程序段要裝入的內(nèi)部
RAM區(qū)偏移地址
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
FlashData=0x1000; //第一個(gè)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(zhǎng)度
for(i=0;i<iDatalen;i++)
{
FlashData=*OriMem++;
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
}
//第二段程序(中斷向量表)Boot引導(dǎo)信息
FlashData=0x0078; //第二個(gè)程序段的長(zhǎng)度
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
FlashData=0x0000; //第二個(gè)程序段要裝入的
內(nèi)部RAM區(qū)偏移地址
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
FlashData=0x0080; //第二個(gè)程序段要裝入的
內(nèi)部RAM區(qū)地址
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
//開始燒寫第二段程序(中斷向量表)
OriMem=(BYTE *)0x080; //第二段程序首地址
iDatalen=0x0078; //第二段程序長(zhǎng)度
for(i=0;i<iDatalen;i++)
{
FlashData=*OriMem++;
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
}
//程序燒寫結(jié)束,寫入Boot表結(jié)束標(biāo)志
FlashData=0x0000; //引導(dǎo)表結(jié)束標(biāo)志
WriteFlash(FlashPtr,FlashData);
//在數(shù)據(jù)空間0xFFFF寫入引導(dǎo)表起始地址
FlashPtr=(BYTE *)0x0FFFF;
FlashData=0x8000;
WriteFlash(FlashPtr,FlashData);
for(;;); //FLASH燒寫完畢
}
本文所敘述的方法簡(jiǎn)單方便,,無需考慮FLASH的存儲(chǔ)格式,。如果要燒寫其它用戶程序,只需修改FlashBurn.pjt中有關(guān)用戶程序的起始地址,、代碼段長(zhǎng)度等參數(shù)即可,,因此通用性較好。文中所提供的程序已全部經(jīng)過調(diào)試,,能夠成功運(yùn)行,。
參考文獻(xiàn)
1 TMS320C54x DSP Reference Set Volume 4:Application Guide(SPRU173).Texas Instruments Incorporated, October,1996
2 Application Report:SPRA602E.Texas Instruments Incorporated,April,2004
3 MBM29LV400BC Flash Memory DataSheet. JAPAN:Fujitsu Limited,, 1998
4 張 勇.C/C++語言硬件程序設(shè)計(jì)-基于TMS320C5000系列DSP(第一版). 西安:西安電子科技大學(xué)出版社,,2003
5 唐 冰. TMS320C5410燒寫FLASH實(shí)現(xiàn)并行自舉引導(dǎo).單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2003(4)