嵌入式DSP系統(tǒng)在獨(dú)立運(yùn)行時(shí)需要把用戶代碼從外部Flash中加載到系統(tǒng)RAM運(yùn)行，包括了Flash的編程及上電加載兩項(xiàng)技術(shù)，是DSP系統(tǒng)開發(fā)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。Flash在正常使用前要進(jìn)行編程，即將用戶代碼寫入Flash。在系統(tǒng)編程方法不需要其它編程設(shè)備和編程電源，只借助于仿真器，可直接通過DSP燒寫程序?qū)lash進(jìn)行編程。本文所使用的編程方法就屬于在系統(tǒng)編程。

　　本文采用一種在系統(tǒng)編程方法對(duì)Flash編程，巧妙地利用JTAG仿真器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在線調(diào)試及編程，無需進(jìn)行COFF到HEX的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)上電工作步驟如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)上電的工作步驟　　　　　　圖2　程序流程

　　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(tǒng)上有3種編程方法：由供應(yīng)商出貨前把程序代碼寫入Flash、編程器編程和在系統(tǒng)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(fā)階段不宜采用。當(dāng)使用編程器編程時(shí)，要求Flash固定在PCB板前必須把用戶程序?qū)懭肫瑑?nèi)。因此，現(xiàn)在一般都優(yōu)先考慮在系統(tǒng)編程方法，首先應(yīng)確定所選的DSP是否直持在系統(tǒng)編程?，F(xiàn)行的在系統(tǒng)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(zhuǎn)成HEX格式，然后去掉HEX格式文件的文件頭，再通過燒寫程序?qū)懙紽lash里去。也可以不進(jìn)行COFF格式到HEX格式的轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)方法比較簡(jiǎn)單，首先把用戶程序映射到系統(tǒng)RAM,再把用戶程序作為數(shù)據(jù)直接從RAM搬入Flash中。

　　首先在CCS上完成用戶程序，生成可執(zhí)行的。out文件，將該文件設(shè)為文件1進(jìn)行加載；然后加載燒寫程序的。out文件，將其設(shè)為文件2;運(yùn)行文件2,通過它把文件1燒入Flash。

　　操作步驟非常簡(jiǎn)單，這里要說明幾點(diǎn)。首先，2個(gè)。out文件各自獨(dú)立，文件2加載后，文件1成為數(shù)據(jù)，CCS在運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行的是加載的程序，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(dú)立，也就是文件2不能映射到文件1已映射的地方，如果發(fā)生重疊，文件2的內(nèi)容就會(huì)覆蓋原先文件1映射到該地址空間的內(nèi)容，寫入Flash的內(nèi)容就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。再次，用戶程序里包括了二次加載程序，以在自舉時(shí)把用戶程序從Flash還原到RAM中。

　表1　Am29LV033C內(nèi)存指令表

　　二次加載和Bootloader

　　要保證用戶程序的正確運(yùn)行，僅把程序?qū)懭隖lash是不夠的，必須保證上電后，程序能夠從Flash中正確恢復(fù)到RAM。

　　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(jī)加載模式，也即DSP從0x0000 0000開始執(zhí)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(shí)，DSP先從地址0x9000 0000開始，把0x9000 0000~0x9000 0400這1K（在C62xx中是64K）的數(shù)據(jù)搬到0x0000 0000~0x0000 0400,然后再?gòu)?x0000 0000開始執(zhí)行程序。這加載由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的程序要做成加載器，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(yùn)用戶程序又是加載，因此把這個(gè)過程統(tǒng)稱為二次加載。

　　Bootloader要完成兩項(xiàng)功能，，把其它程序搬到指定的地址；第二，跳轉(zhuǎn)到用戶程序入口，這里要先修改ISP,再跳轉(zhuǎn)到復(fù)位中斷，因此在Bootloader的總是一條跳轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)

　　系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置

　　TMS320DM642是TI公司推出的一款針對(duì)網(wǎng)絡(luò)與多媒體應(yīng)用的DSP。TMS320DM642具有以下主要特點(diǎn)：

　　①處理器時(shí)鐘頻率高，具有500 MHz／600 MHz／720 MHz 三種時(shí)鐘速率；②專用的視頻口，包括3個(gè)可配置的視頻口；③外部接口：64個(gè)獨(dú)立通道的增強(qiáng)EDMA控制器，多通道音頻串行端口（McASP），64 bit的外部存儲(chǔ)單元接口EMIF，66 MHz 32-bit，3.3 V的PCI主／從接口，10 Mb／s／100 Mb／s以太網(wǎng)口（EMAC）及通用I／O端口（GPIO）等外圍接口；④專用緩存，能夠加快數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及運(yùn)算速度。TMS320DM64采用二級(jí)高速緩存的Cache結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)緩存為16 KB，二級(jí)緩存為256 KB，其CPU內(nèi)核基于C64X的CPU。

　　因此，TMS320DM642的處理速度高，外圍接口豐富，并具有專用的視頻口。與其他同性能產(chǎn)品相比，TMS320DM642性價(jià)比高，無論從產(chǎn)品性能還是經(jīng)濟(jì)效益上考慮，TMS320DM642都是圖像處理系統(tǒng)的理想選擇。

　　Am29LV033C是AMD公司生產(chǎn)的Flash存儲(chǔ)器，其主要特點(diǎn)有：3.3 V單電源供電，可使內(nèi)部產(chǎn)生高電壓進(jìn)行編程和擦除操作；只需向其命令寄存器寫入標(biāo)準(zhǔn)的微處理器指令，具體編程、擦除操作由內(nèi)部嵌入的算法實(shí)現(xiàn)，并且可以通過查詢特定的引腳或數(shù)據(jù)線監(jiān)控操作是否完成；可以對(duì)任一扇區(qū)進(jìn)行讀、寫或擦除操作，而不影響其它部分的數(shù)據(jù)。

　　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(duì)Flash進(jìn)行分頁(yè)，這里共分8頁(yè)，每頁(yè)512KB,每頁(yè)內(nèi)含8塊，每塊64KB。

　　Am29LV033C有多條內(nèi)存指令，可以實(shí)現(xiàn)芯片ID的讀取、軟件復(fù)位、整片擦除、塊擦除等。在這里主要介紹燒寫時(shí)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(shù)據(jù)。

　　待燒寫程序（用戶程序）為USER.out,大小為2M;燒寫程序?yàn)镕BCT.out,大小為4K,地址分配如表2所示。

表2　程序的地址分配

　　編程過程

　?、?對(duì)整個(gè)Flash進(jìn)行一遍擦除。因?yàn)镕lash在編程時(shí)只能把“1”置為“0”，而不能把“0”置為“1”；

　?、?判斷擦除結(jié)束。通過DQ6、DQ7均可完成判斷，當(dāng)DQ6位不再跳變時(shí)說明擦除結(jié)束。這里通過讀取一位數(shù)據(jù)是否為“0xFF”來完成判斷；

　?、?進(jìn)行軟件復(fù)位。軟件復(fù)位使Flash處于就緒狀態(tài)，當(dāng)Flash在進(jìn)行擦除、編程時(shí)軟件復(fù)位信號(hào)無效；

　?、?取得編程地址。如果地址超過地址則編程結(jié)束。

　　注意事項(xiàng)

　　對(duì)于不同的DSP,不同的Flash,在實(shí)現(xiàn)時(shí)可能不一樣，這里有幾個(gè)問題必須注意：

　　⑴ 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；

　?、?不是每個(gè)DSP都可以實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程，如TMS320C6204就不行，而C621x,C64x等就可以。原因在于Flash在編程時(shí)速度較慢，一般為ms級(jí)，所以需要WE#信號(hào)的有效時(shí)間較長(zhǎng)。但是，一般的WE#有效時(shí)間都只有幾十ns,這么短的時(shí)間不足以讓DSP把內(nèi)容寫進(jìn)Flash。C64x等之所以能實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程，是因?yàn)樵诰幊虝r(shí)DSP自動(dòng)延長(zhǎng)了編程的有效時(shí)間；

　　⑶ 如果用戶程序中不含加載器程序，那么用戶程序的目的地址就不能從Flash的前1K地址開始；

　?、?不同型號(hào)Flash的編程時(shí)序和指令可能會(huì)有所不同，編程之前要弄清該Flash的編程時(shí)序和指令。如果Flash要求有偏移地址，就需要加上基地址；

　?、?對(duì)于程序的未初始化段不必?zé)隖lash,可以參考.map文件，里面對(duì)于各段有詳細(xì)說明。

　　結(jié)語

　　利用上面的方法，本文在TMS320DM642平臺(tái)中通過JTAG仿真頭，成功地實(shí)現(xiàn)了在系統(tǒng)編程，為程序的調(diào)試提供了一種非常方便的手段，也為用戶程序的升級(jí)提供了一種簡(jiǎn)單易行的方法，同時(shí)這個(gè)方法也在C6211環(huán)境下成功實(shí)現(xiàn)，其它DSP同樣可參考本方法。

參考文獻(xiàn):

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