ＴＭＳ３２０ＶＣ５５Ｘ系列ＤＳＰ的ＦＬＡＳＨ引導方法

摘要：本文以實際系統(tǒng)開發(fā)基礎為背景，闡述了TMS320C55X系列DSP對FLASH在線燒寫的方法，給出了系統(tǒng)的硬件連接示意圖和完整的燒寫程序，并研究了自舉引導的實現(xiàn)方法以及大程序的二次引導方法。

關鍵詞：TMS320C55X；FLASH；Bootloader；燒寫；二次引導

引 言

隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，DSP被廣泛的應用到各種數(shù)字信號處理系統(tǒng)中。最終開發(fā)的系統(tǒng)要想脫離仿真器運行，必須將程序代碼存儲在非易失性存儲器中。FLASH存儲器以其大容量和可在線編程等特點已成為DSP系統(tǒng)的一個基本配置。如何將程序燒寫進FLASH，并在上電時加載進DSP內(nèi)部的RAM是FLASH在DSP系統(tǒng)中應用的兩個基本技術(shù)問題。本文以基于TI公司的TMS320VC5509A和ATMEL公司的AT49LVl024 FLASH開發(fā)的系統(tǒng)為背景，介紹該系統(tǒng)引導相關的硬件設計，燒寫軟件設計以及自舉引導、二次引導等實現(xiàn)方法。

TMS320VC55D9A的自舉引導

TMS320VC5509A每次上電復位后，在執(zhí)行完一系列初始化(配置堆棧寄存器、關閉中斷、程序臨時入口、符號擴展、兼容性配置)工作后，根據(jù)事先配置的自舉模式，通過固化在ROM內(nèi)的BOOTLOADER程序進行程序引導。VC5509A的引導模式選擇是通過四個模式選擇引腳BOOTM[0:3]的配置來完成的。在本系統(tǒng)中，采用EMIF(外部存儲接口)并行引導模式(16位數(shù)據(jù)寬度)，則需將BOOTM[3:0]設置成1011即可。

通過EMIF接口可以靈活地和各種同步或異步存儲器件無縫連接。通過EMIF可以擴展VC5509A的存儲空間到128Mbit(SDRAM)，存儲空間共被分為CE0-CE3。在EMiT的并行引導模式中，ROM中固化的Bootloader程序是以字地址0x200000為首地址開始加載程序。地址0x200000即位CEI空間的首地址，所以FLASH必須接在DSP的CEI空間上。在加載時，EMIF的CEI空間已經(jīng)默認配置成異步靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)接口，并且在時序上采用了最差情況設置(即最慢訪問速度)，充分保證了時間裕量，使得程序代碼被順利的加載到DSP的內(nèi)存中。

Bootloader在引導程序時，程序代碼是以引導表格式加載的。TMS320VC55x的引導表結(jié)構(gòu)中包括了用戶程序的代碼段和數(shù)據(jù)段以及相應段在內(nèi)存中的指定存儲位置，此外還包括了程序入口地址、部分寄存器的配置值、可編程延時時間等信息(見表1)。

其中，程序入口地址是引導表加載結(jié)束后，用戶程序開始執(zhí)行的地址；寄存器配置數(shù)目決定了后面有多少個寄存器需要配置；只有當延時標志為0xFFFF時，延時才被執(zhí)行；延時長度決定了在寄存器配置后延時多少個CPU周期后才進行下一個動作；段長度、段起始地址和數(shù)據(jù)則為用戶程序中定義的各個段的內(nèi)容，并且可以重復添加；最后以0x00000000(32個0)作為引導表的結(jié)束標志。

要生成引導表，可以將CCS最終編譯生．成的out文件通過CCS自帶的hex55．exe轉(zhuǎn)換程序得到。將hex55.exe、.out文件、.cmd文件放在同一個文件夾中，通過dos命令格式調(diào)用hex55.exe，即可完成.out文件到hex格式的引導表文件的轉(zhuǎn)化。CMD文件用來提供引導表的相關配置信息，以下為一個CMD文件的實例：

FlashBootTest.out；輸入的.out文件

-boot；說明創(chuàng)建boot文件

-v5510:2；生成55X boot文件格式

-paralle116；使用串行加載方式

-a；ASCII格式

-reg_config 0xlc00，0x6cd2：在地址0xlc00

的寄存器寫入0x6cd2，配置CPU時鐘

-delay0x100；延時0x100個CPU時鐘周期

-o FlashBootTest.hex；輸出.hex文件

FLASH的燒s和自舉的實現(xiàn)

TMS320VC5509A和AT49LV1024的硬件設計

AT49LV1024是ATMEL公司3V供電系統(tǒng)的FLASH芯片，16位位寬，容量為64K字。VC5509A(PGE封裝)只有14條地址線，只能尋址16K字的SRAM空間。要想尋址64K字地址空間的話，F(xiàn)LASH地址線的高兩位則需要通過其他IO線控制。在本系統(tǒng)中通過GP104和GP106與FLASH的高兩位地址相連達到此目的，其連接示意圖如圖1所示。但是在Bootloader自舉引導程序的時候，并不能控制GPIO引腳，也就是只能引導最大16K字的程序。對于大于16K字的程序，則需要進行二次引導。

二次引導技術(shù)

所謂二次引導，通過DSP內(nèi)部ROM固化的Bootloader引導用戶自己編寫一個引導程序，其功能和ROM內(nèi)固化的Bootloader相同，再通過此引導程序加載系統(tǒng)最終運行的程序代碼，并在加載結(jié)束后，把PC值置為新的程序入口地址。由于在用戶編寫的引導程序中，可以控制GIP04和GP106，所以可達到64K字地址空間的尋址目的。其具體實現(xiàn)椎圖如圖2所示。

數(shù)據(jù)燒寫程序設計

FLASH的數(shù)據(jù)可直接讀取，但對FLASH的編程和擦除操作則需要通過一系列命令才能進行。AT49LVl024的寫操作只能將1變成0，而0變成1操作必須通過擦除操作進行。所以每次寫FLASH之前，必須進行片擦除，使存儲單元值變成0xFFFF，于能進行編程。

擦除命令：需要六個周期，其操作命令如表2所示。

編程命令需要四個周期，其操作命令如表3所示。

編程和擦除操作都需要一定的周期的時間(AT49LV1024的單字編程時間是20μs，整片擦除時間是10s)，用戶可以通過查詢標志數(shù)據(jù)線DQ6和DQ7來確定編程或擦除是否完畢。當片子正處于編程或擦除狀態(tài)時，連續(xù)讀任意單元的值，DQ6的值將一直處于0、1交替變化，當編程或擦除結(jié)束時，讀DQ6則得到一個恒定值。本文即通過此方法來判斷操作是否結(jié)束。

根據(jù)FLASH的編程和擦除命令，編寫了相應的C語言程序如下，其中SetGPI046Addr(Addr)子程的作用是根據(jù)所傳遞的Addr值配置相應的GPI04和GPI06即高兩位地址的值。

·片擦除程序

#define FLASH_BASE_ADDR=0x200000；

//設定FLASH的基地址，CE1的首地址

void ChipErase(void)

{

SetGPI046Addr(0x5555)；//設定FLASH的

地址值0x5555的GPI04和GPI06電平

*(volatile Uint16*)(FLASH_BASE_ADDR+0x5555)=0xaa；//向

FLASH的地址0x5555寫入0xaa

SetGPl046HiAddr(Ox2aaa)；

*(volatile Uint16*)(FLASH_BASE_ADDR+0x2zna)=0x55；

SetGPI046HiAddr(0x5555)；

*(volatile Uint16*)(FLASH_BASE_ADDR+0x5555)=0x80；

SetGPI046HiAddr(0x5555)；

*(volatile Uint16*)(FLASH_BASE_ADDR+0x5555)=0xaa；

SetGPI046HiAddr(0x2aaa)；

*(volatile Uint16*)(FLASH BASE_ADDR+0x2aaa)=0x55；

SetGPI046HiAddr(0x5555)；

*(volatile Uint16*)(FLASH_BASE_ADDR+0x5555)=0x10；

WriteOrEraselsOve()；//等待撩除完畢

}

·單字編程程序

void WriteWord(Uint16 Addr，Uint16 Val)

{

SetGPl046HiAddr(0x5555)；

*(volatile Uint16*)

(FLASH_BASE ADDR+0x5555)=0xaa；

SetGPl046HiAddr(0x2aaa)；

*(volatile Uint16*)

(FLASH_BASE_ADDR+0x2aaa)=0x55；

SetGPI046HiAddr(0x5555)；

*(volatile Uint16*)

(FLASH 13ASE_ADDR+0x5555)=0xa0；

SetGH046HiAddr(Addr)；

*(volatile Uint16*)(FLASH_BASE_ADDR+

Addr)=Val；//寫進編程數(shù)據(jù)

WriteOrEraselsOver()；//等待編程結(jié)束

}

·編程和擦除結(jié)束確認程序

void WriteOrEraselsOver(void)

{

volmile Uint16 LastDQ6，CurrentDQ6；

SetGPI046HiAddr(0x0)；

LastDQ6=(*(volatile Uint16*)FLASH_BASE_ADDR)0x40；//取DQ6的值

CurrentDQ6=(*(volatile Uint16*)FLASH_BASE_ADDR)0x40；

While(1)//等待兩次連續(xù)讀DQ6的相等

{

LastDQ6=CurrentDQ6；

CurrentDQ6=(*(VolatileUint16*)FLASH BASE_ADDR)0x40；

if(LastDQ6==CurrentDQ6)

break；//當兩次連續(xù)讀DQ6的相等時，跳

出循環(huán)

}

}

本系統(tǒng)采用CCS仿真環(huán)境下對FLASH在線編程。先建立一個FLASH的燒寫工程，并在工程中將要燒寫進FLASH引導表文件，通過CCS的LOAD DATA功能直接加載DSP的內(nèi)存中，根據(jù)加載的首地址和數(shù)據(jù)長度，在仿真環(huán)境下燒進FLASH中。值得注意的是，程序加載的內(nèi)存空間不能和FLASH的燒寫程序重疊，否則將燒寫失敗。

需要補充的是，經(jīng)HEX55.exe轉(zhuǎn)化后的hex格式的引導表文件是不能直接導入CCS中的。CCS只支持其特別規(guī)定的DAT格式文件通過LOADDATA導入內(nèi)存中，所以引導表在導入之前必須先進行轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化成DAT格式文件這個工作可以通過VC編寫一個簡單的C語言轉(zhuǎn)化程序來實現(xiàn)。

結(jié) 語

本文闡述了一種針對TMS320VC55x系列DSP簡單有效的FLASH燒寫方法，并提出了程序自舉引導的實現(xiàn)方法，包括大程序二次引導的實現(xiàn)方法。本文討論的引導方法包括硬件設計及相關程序已在實際開發(fā)CMOS圖像采集項目中使用，并成功運行。