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1 引言 隨著數字信號處理技術的快速發展，DSP越來越廣泛地應用于各種數字信號處理系統中。由于TMS320VC55x系列DSP的內部存儲器沒有可供用戶使用的Flash，而最終開發的系統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，所以要對DSP外接存儲器。Flash存儲器以其大容量和可在線編程等特點已成為DSP系統的一個基本配置。如何將程序燒寫入Flash，并在上電時加載到DSP內部的RAM，是Flash在DSP系統中應用的兩個基本技術問題。 以基于TI公司的TMS320VC5502和SST公司的SST39VF200開發的系統為背景，詳細介紹了系統引導相關的硬件設計，燒寫軟件設計以及自舉引導等實現方法。 2 TMS320VC5502的自舉引導 2．1 TMS320VC5502的存儲區以及Bootloader TMS320VC5502的存儲區是統一分配地址，即對程序和數據的訪問在相同的物理空間。TMS320VC5502的存儲區共分為4個區，即CE0，CEl，CE2，CE3，其字節地址分別為000000h-3FFFFFh，400000h～7FFFFFh，800000h～BFFFFFh．C00000h"FFFFFFh。片內存儲器共48 K字節，可分為32 K的16位字的RAM和16 K的16位字的ROM，片內RAM的字節地址為000000h～00FFFFh，位于CEl區；片內ROM的字節地址為FF8000h～FFFF00h。 片內ROM從FF8000h開始的區域包含Bootloader，該程序在系統上電或復位后可以將用戶代碼自動搬移到片內RAM運行。 2．2 自舉加載模式選擇 TMS320VC5502的引導模式選擇是通過3個模式選擇引腳BOOTM[0：2]配置完成的。BOOTM[0：2]引腳分別與GPl00，GPl01，GPl02相連。自舉加載模式選擇如表1所示。 TMS320VC5502每次上電復位后，在執行完一系列初始化工作后，根據預先配置的自舉模式，通過固化在ROM內的Bootloader程序進行程序引導。系統設計中，采用EMIF(外部存儲接口)并行引導模式(16位數據寬度)，只需將BOOTM[2：0]設置成011即可。 2．3 TMS320VC5502的引導表 Bootloader允許應用代碼存放在慢速非易失性的外部存儲器中，然后再將代碼搬移到高速的片內存儲器執行。應用代碼以一種Bootloader能夠理解的特殊格式編碼，這種格式就是自舉加載表。Boofloader在引導程序時，程序代碼是以自舉加載表形式加載。自舉加載表包含了將要搬移的代碼段、程序段，以及這些段將要被搬移到的地址和加載完成后程序要執行的地址(即程序入口地址)和其他一些配置信息。 TMS320VC55x系列DSP的自舉加載表結構如表2所示。 其中，程序入口地址是自舉加載表加載結束后用戶程序開始執行的地址；寄存器配置數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，延時才被執行；延時長度決定了在寄存器配置后延時多少個CPU周期才進行下一個動作；段長度、段起始地址和數據則為用戶程序中定義的各個段的內容，并且可以重復添加；最后以0x00000000(32個01作為引導表的結束標志。 若要生成引導表，可用CCS最終編譯生成的．out文件通過CCS自帶的hex55．exe轉換程序得到。將hex55．exe文件、．out文件、．cmd文件放在同一個文件夾中，通過DOS命令調用hex55．exe和．cmd文件，即可完成．out文件到．hex格式的引導表文件的轉化。．cmd文件用于提供引導表的相關配置信息，以下為一個．cmd文件實例。
經hex55．exe文件轉化后的．hex格式的自舉加載表文件是不能直接導入CCS中，CCS只支持將特別規定的DAT格式文件通過LDADDATA導入內存。所以在導入之前必須先將自舉加載表轉化成DAT格式文件，這個工作可以用VC編寫簡單的C語言轉化程序實現。 2．4 TMS320VC5502和Flash的連接 EMIF為外部存儲接口，通過EMIF接口可靈活地和各種同步或異步存儲器件無縫連接。通過EMIF接口可以將TMS320VC5502的存儲空間擴展到128 Mbit。存儲空間被分為CE0"CE3四個區．每區占用不同的地址。在EMIF的并行引導模式下，ROM固化的Bootloader程序是以字地址0x200000為首地址開始加載程序。Ox200000即為CEl空間的首地址，所以Flash必須接在DSP的CEl空間上。 TMS320VC5502的EMIF有內部和外部兩種地址總線。內部地址總線為A[21：2]，外部地址總線為A[19：0]。EMIF根據所用的存儲器數據線大小自動將內部地址總線移位，以便與外部地址總線連接。外存儲器的地址總線應該總是連接在EMIF、的以A2開始的地址線上。例如一個8，16或32位的異步存儲器的地址總線A[n：0](其中n表示外存儲器的地址線個數)應該連接EMIF的地址線A[n+2：2]。圖1給出TMS320VC5502和Flash的連接實例。表3為TMS320VC5502的內部總線和外部地址總線的映象關系。 3 并行Flash的燒寫 3．1 數據燒寫程序設計 Flash的數據可直接讀取，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。SST39VF200的寫操作只能將1變成0，而O變成l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才能進行編程。擦除命令需要6個周期，編程命令需要4個周期，操作命令如表4所示H。 編程和擦除操作都需要一定周期的時間(SST39VF200的單字編程時間是14μs，整片擦除時間是70 ms)。用戶可以通過查詢標志數據線DQ6和DQ7確定編程或擦除是否完畢。當器件正處于編程或擦除狀態時，連續讀任意單元的值，D06的值將一直在O、l之間交替變化。當編程或擦除結束時，讀DQ6則得到一個恒定值。這里即通過此方法判斷操作是否結束。 根據Flash的編程和擦除命令，編寫了相應的C語言程序，其中在TMS320VC55x系列1)SP中，對外接存儲器的訪問要調用庫函數far_poke()和far_peek()。這2個函數包含在＜extaddr.h＞頭文件中，并且尋址的地址為字地址。以下給出擦除程序，寫操作與此類似。表5為對外接存儲器讀寫的庫函數。 3．2 程序的燒寫實現 系統在CCS仿真環境下對Flash進行在線編程。先建立一個Flash的燒寫工程，并在工程中將要燒寫進Flash的自舉加載表文件通過CCS的LOADDATA功能直接加載進DSP的內存。根據加載的首地址和數據長度，在仿真環境下燒進Flash中。當然也可以直接在程序中定義一個數組，將DAT文件中的數據賦值給該數組的元素，然后將該數組的每個元素寫入Flash。在運行燒寫程序之前，要先對EMIF進行設置，因為EMIF默認的是接8位異步存儲器，可以通過調用GEL菜單中Init_CE0_Async_16命令完成。 4 結語 闡述了一種針對TMS320VC55x系列DSP簡單有效的Flash燒寫方法，并提出了程序自舉加載的實現方法。討論的加載方法包括硬件設計及相關程序，已在筆者實際開發的高精度數據采集項目中使用并成功運行。 |
