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一個完整的嵌入式系統必須要有一個合適的存儲器存放用戶代碼。Flash是一種非易失性存儲器，而且具有電可擦寫、容量大、價格便宜等特點，通常可用于在DSP系統中存放用戶代碼。 Flash在正常使用前要進行編程，即將用戶代碼寫入Flash。在系統編程方法不需要其他編程設備和編程電源，只借助于仿真器，可直接通過DSP燒寫程序對Flash進行編程。本文所使用的編程方法就屬于在系統編程。 本文首先介紹常見的Flash編程方法。然后詳細介紹本文方法的原理，以及DSP系統上電加載原理，最后給出整個實現過程并分析了Flash變成時需要注意的一些問題。 Flash編程方法 常見的Flash編程方式 Flash在正常使用前必須寫入用戶程序，傳統上有3種編程方法：由供應商出貨前把程序代碼寫入Flash，編程器編程和在系統編程。 第1種方法不能滿足用戶更改代碼的需求，所以在開發階段不宜采用。當使用編程器編程時，要求Flash固定在PCB板前必須把用戶程序寫入片內。因此，現在一般都優先考慮在系統編程方法，首先應確定所選的DSP是否支持在系統編程。現行的在系統編程的方法一般是先把待加載程序（用戶程序）的.out文件（COFF格式）轉成HEX格式，然后去掉HEX格式文件的文件頭，再通過燒寫程序寫到Flash里去，也可以不進行COFF格式到HEX格式的轉換這一步，把COFF文件作為源文件，去除文件頭信息后將其寫入Flash。 本文方法的編程原理 本文的實現方法比較簡單，首先把用戶程序映射到系統RAM，再把用戶程序作為數據直接從RAM搬入Flash中。 首先在CCS上完成用戶程序，生成可執行的.out文件，將該文件設為文件1進行加載；然后加載燒寫程序的.out文件，將其設為文件2；最后運行文件2，通過它把文件1燒入Flash。 操作步驟非常簡單，這里要說明幾點，首先，2個.out文件各自獨立，文件2加載后，文件1成為數據，CCS在運行時，運行的是最新加載的程序，也即文件2。其次，文件2與文件1映射到RAM中的物理空間各自獨立，也就是文件2不能映射到文件1已影射的地方，如果發生重疊，文件2的內容就會覆蓋原先文件1映射到該地址空間的內容，寫入Flash的內容就會發生錯誤。再次，用戶程序里包括了二次加載程序，以在自舉時把用戶程序從Flash還原到RAM中。 二次加載和Bootloader 要保證用戶程序的正確運行，僅把程序寫入Flash是不夠的，必須保證上電后，程序能夠從Flash中正確恢復到RAM，系統上電工作步驟如圖1所示。 DSP首先自檢，得到程序的加載模式。在C6000中主要有2種模式，一種是主機加載模式，也即DSP從0x0000 0000開始執行程序；另一種是ROM加載模式，該模式又有8位、16位、32位幾種，不同的DSP略有不同，這里選用8位ROM模式，工作時，DSP先從地址0x9000 0000開始，把0x9000 0000－0x9000 0400這1K（在C62xx中是64K）的數據搬到0x0000 0000－0x0000 0400，然后再從0x0000 0000開始執行程序，這一次加載由DSP自行完成，但是1K的程序作為用戶程序顯然不夠，因此，這1K的程序要做成加載其，也就是手工寫的Bootloader，利用它把用戶程序從Flash搬入RAM。加載器搬運用戶程序又是一次加載，因此把這個過程統稱為二次加載。 Bootloader要完成兩項功能，第一，把其他程序搬到指定的地址，第二、跳轉到用戶程序入口，這里要先修改ISP，再跳轉到復位中斷，因此在Bootloader的最后總是一條跳轉指令。由于Bootloader在Flash中的位置是0x9000 0000－0x9000 0400，而Bootloader又是放在用戶程序里的，因此，為了方便燒寫程序把Bootloader寫到該位置，這里在用戶成程序的.cmd文件中把Bootloader定位在程序段的起始位置。 編程方法實現 系統配置和參數設置 TMS320DM642是TI公司的一款視頻圖像DSP，工作時鐘最高可達到600MHz，程序存儲器最大可調至272M×8位，其EMIF接口分4個空間，即CE0－CE3，Flash映射到CE1空間，其地址為0x9000 0000－0x90400000，上電時采用8位ROM加載方式。 Am29LV033C是AMD公司生產的Flash存儲器，其主要特點有：3.3V單電源供電，可使內部產生高電壓進行編程和擦除操作；只需向其命令寄存器寫入標準的微處理器指令，具體編程、擦除操作由內部嵌入的算法實現，并且可以通過查詢特定的引腳和數據線監控操作是否完成，可以對任一扇區進行讀、寫或擦除操作，而不影響其他部分的數據。 由于4MB的Flash ROM有22根地址線，而DM642只有20根地址線，因此加入FPGA，對Flash進行分頁，這里分8頁，每頁512KB，每頁內含8塊，每塊64KB。 Am29LV033C有多條內存指令，可以實現芯片ID的讀取、軟件復位、整片擦除、塊擦除等。在這里主要介紹燒寫時用到的指令，其擦寫命令如表1所示，表中的XXX表示任意地址，SA為塊地址，即地址線的第16位到21位，PA為燒寫地址，PD為燒寫數據。待燒寫程序（用戶程序）為USER.out，大小為2M；燒寫程序為FBCT.out，大小為4K，地址分配如表2所示。 編程過程 第一步，對整個Flash進行一遍擦除，因此Flash在編程時只能把“1”置為“0”，而不能“0”置為“1”。 第二步，判斷擦除結束。通過DQ6、DQ7均可完成判斷，當DQ6位不再跳變時說明擦除結束。這里通過讀取最后一位數據是否為“0xFF”來完成判斷。 第三步，進行軟件復位。軟件復位使Flash處于就緒狀態，當Flash在進行擦除，編程時軟件復位信號無效。 第四步，取得編程地址。如果地址超過最大地址則編程結束。 注意事項 對于不同的DSP，不同的Flash，在實現時可能不一樣，這里有幾個問題必須注意： （1）文件1和文件2的.cmd文件要分配好各自的地址，地址空間不能重疊。 （2）不是每個DSP都可以實現在系統編程，如TMS320C6204就不行，而C621x，C64x等就可以。原因在于Flash在編程時速度較慢，一般為μs級，所以需要WE＃信號的有效時間較長。但是，一般的WE＃有效時間都只有幾十ns，這么短的時間不足以讓DSP把內容寫進Flash。C64x等之所以能實現在系統編程，是因為在編程時DSP自動延長了編程的有效時間。 （3）如果用戶程序不含加載器程序，那么用戶程序的目的地址就不能從Flash的前1K的地址開始。 （4）不同型號Flash的編程時序和指令可能會有所不同，編程之前要弄清該Flash的編程時序和指令。如果Flash要求有偏移地址，就需要加上基地址。 （5）對于程序的未初始化段不必燒入Flash，可以參考.map文件，里面對于各段有詳細說明。 結語 利用上面的方法，本文在TMS320DM642平臺中通過JTAG仿真頭，成功地實現了在系統編程，為程序的調試提供了一種非常方便的手段，也為用戶程序的升級提供了一種簡單異行的方法，同時這個方法也在C6211環境下成功實現，其他DSP同樣可參考本方法。 |
