摘 要： 通過一個完整的實例，詳細闡述了TMS320C54x系列DSP芯片在線燒寫" title="燒寫">燒寫FLASH存儲器，并實現自舉" title="自舉">自舉引導的方法。給出了硬件連接方案和完整的C語言燒寫程序。
關鍵詞： TMS320C54x FLASH 燒寫 自舉引導
在DSP系統中通常用貼片式FLASH存儲器保存程序，并且在上電或復位時再將存儲在FLASH中的程序搬移到DSP片內或者片外的RAM中全速運行。這個“程序搬移”的過程叫做自舉加載" title="加載">加載。
本文以TMS320C5416 DSP對MBM29LV400BC存儲器的操作為例，詳細闡述了在線燒寫" title="在線燒寫">在線燒寫FLASH并實現自舉加載的方法。該方法適合于大多數C54x系列DSP對符合JEDEC標準的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據存儲器與其進行連接，而中間的邏輯電路采用CPLD實現即可。這里使用16位數據寬度，所以BYTE引腳通過一個上拉電阻接到3.3V電源。連接電路原理圖如圖1所示。相應的VHDL語言程序為：
FLASH_CE＜=DSP_DS;
FLASH_OE＜=(NOT DSP_R_W) OR DSP_MSTRB;
FLASH_WE＜=DSP_R_W OR DSP_MSTRB;
2 TMS320C5416自舉引導過程
當MP/MC=0時，TMS320C5416被置于微計算機模式。上電或復位時，程序指針指向片內ROM區的FF80H單元，該單元放置了一條跳轉指令，使程序跳轉到F800H單元。而F800H就是自舉加載器(Bootloader)引導程序的起始單元。
Bootloader的任務就是將存放在外部FLASH中的程序“搬運”到DSP內部或外部的RAM區，“搬運”完后跳轉到程序入口處執行。存放在外部FLASH中的用戶程序與一些必要的引導信息組合在一起，稱為Boot表(自舉表)。16位模式下通用的Boot表結構如表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INT2=1和INT3=1。在并行模式下，自舉表放在外部數據存儲器的32K高端地址區間：8000H～0FFFFH。自舉表首地址放在數據空間的0FFFFH單元。加載時，Bootloader讀取數據空間的0FFFFH單元中的內容，將其作為首地址，從該地址開始復制數據到內部的程序空間。復制完畢后，Bootloader便跳轉到指定的程序入口地址，開始執行用戶程序。
3 MBM29LV400BC的操作命令字及其C語言程序
MBM29LV400BC是FUJITSU公司的FLASH產品，容量為4M，其外部引腳和控制命令字都符合JEDEC標準，內部存儲區分成11扇區。
對FLASH的讀取可以直接進行。但對FLASH的寫入和擦除等操作卻是通過命令字進行的。考慮到FLASH的起始單元是8000H，加上命令字所提供的偏移地址，可以得到如下幾個常用的操作命令字：
讀/復位命令：往FLASH任意一個單元寫入數據0F0H，都可導致FLASH復位，從而使其處于“讀”模式。
編程命令：需要四個總線周期。在字模式(16位數據寬度)下，如表2所示。
擦除命令：有片擦除和扇區擦除兩種方式，需六個總線周期。在字模式下，如表3所示。
在向FLASH寫入上述命令的時候，當最后一個總線周期完成時，FLASH便會啟動內部算法，實現自動擦除、編程等內部操作。
對FLASH的正確操作順序是：先復位，再擦除(片擦除或者扇區擦除)，最后編程。
FLASH進行內部操作需要一定的時間，在這個過程中，FLASH會提供一些標志信號，通知用戶內部操作過程是否已經結束。為簡單起見，在對FLASH操作時不查詢任何標志，而是采取延時的方法，等待FLASH內部操作結束，再進行下一步。延時的時間應該足夠長，以保證FLASH擦除或編程成功。具體的延時時間應根據不同的系統確定。
根據上述FLASH的操作原理，編寫了如下幾個主要的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10s
}
void WriteFlash(BYTE *pa,int pd) //寫FLASH某個單元的子程序
{
BYTE *tmp;
tmp=(BYTE *)0x8555;
*tmp=0x0AA;
tmp=(BYTE *)0x82AA;
*tmp=0x055;
tmp=(BYTE *)0x8555;
*tmp=0x0A0;
*pa=pd;
delay_200ms(); //延時200ms
}
延時子程序可用簡單的加法計數實現，例如延時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++);
}
}
具體的延時時間需要根據系統的時鐘設置，應重新調整延時子程序中的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集成開發環境的“View→Memory...”菜單命令來查看被操作的FLASH單元是否成功擦除或寫入)。
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文件(*.out文件)是二進制的COFF格式文件，需要利用Hex轉換工具將其轉換為大多數編程器能夠接收的格式之一(如ASCII碼十六進制格式、Intel格式等)，然后利用專門的燒寫工具燒寫FLASH，這個方法在一般的用戶系統上不便于實現。但是根據前面所述DSP的Boot原理，則可以寫一段很簡單的燒寫程序，按照Boot表格式，將目標代碼在線燒寫進FLASH。
現在用一個實際的例子來說明在線燒寫的過程。具體過程如下：
建立兩個獨立的工程文件：MyProject.pjt和FlashBurn.pjt。前者生成的目標文件就是要燒入到FLASH中的用戶程序，后者則用來實現燒入過程。MyProject.pjt有兩個程序段：第一段是“.text”段，位于0x1000開始的單元，長度為0x2e。它用中斷的方法實現LED燈的閃爍；第二段為“.VECTORS”段，位于0x0080開始的單元，長度為0x0078。它實現中斷向量表的重新映射。程序執行入口地址也在0x1000單元。燒寫時只需燒寫用戶程序的已初始化段(代碼或數據表)。用戶程序各段的起始單元及其長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。
燒寫工程文件FlashBurn.pjt只有一個程序段，定位在0x7000開始的存儲區(注意不要與MyProject.pjt所占的程序空間有重疊)，并將其_c_int00直接定位到該區域。
用戶程序擬燒寫到外部FLASH的0x8000開始的存儲區。
兩個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代碼MyProject.out；再打開FlashBurn.pjt工程文件，下載FlashBurn.out，運行FlashBurn.out，即可將MyProject.out代碼及其Boot引導信息寫入到FLASH中。
脫離仿真器，令MP/MC=0，上電復位，即可實現自舉加載并自動運行。
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的數據
int i;
BYTE *OriMem; //代碼在片內RAM的源地址
int iDatalen; //代碼段長度
ResetFlash(); //復位FLASH
EraseFlash(); //整片擦除FLASH
//開始燒寫FLASH，下面為Boot表引導信息
FlashPtr=(BYTE *)0x8000;
FlashData=0x10AA; //16位存儲器格式
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; //程序執行入口偏移地址XPC
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
FlashData=0x1000; //程序執行入口地址PC
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
FlashData=0x002e; //第一個程序段的長度
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData); FlashData=0x0000; //第一個程序段要裝入的內部
RAM區偏移地址
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
FlashData=0x1000; //第一個程序段要裝入的內部
RAM區地址
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引導信息
FlashData=0x0078; //第二個程序段的長度
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
FlashData=0x0000; //第二個程序段要裝入的
內部RAM區偏移地址
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
FlashData=0x0080; //第二個程序段要裝入的
內部RAM區地址
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; //第二段程序長度
for(i=0;i＜iDatalen;i++)
{
FlashData=*OriMem++;
WriteFlash(FlashPtr++,FlashData);
}
//程序燒寫結束,寫入Boot表結束標志
FlashData=0x0000; //引導表結束標志
WriteFlash(FlashPtr,FlashData);
//在數據空間0xFFFF寫入引導表起始地址
FlashPtr=(BYTE *)0x0FFFF;
FlashData=0x8000;
WriteFlash(FlashPtr,FlashData);
for(;;); //FLASH燒寫完畢
}
本文所敘述的方法簡單方便，無需考慮FLASH的存儲格式。如果要燒寫其它用戶程序，只需修改FlashBurn.pjt中有關用戶程序的起始地址、代碼段長度等參數即可，因此通用性較好。文中所提供的程序已全部經過調試，能夠成功運行。
參考文獻
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