C5410與FLASH的接口設(shè)計(jì)及bootload實(shí)現(xiàn)

周志江

摘 要：C5410內(nèi)部有16K字的ROM和64K字的RAM，而ROM是不允許用戶自行編程這給設(shè)計(jì)帶來很大的不方便。用戶只能使用RAM，但RAM掉電后數(shù)據(jù)就會(huì)丟失，所以必須為DSP設(shè)計(jì)一個(gè)能存放程序代碼的存儲(chǔ)器。文章選擇的FLASH存儲(chǔ)器是SST公司生產(chǎn)的SST39VF400A。

關(guān)鍵詞：FLASH存儲(chǔ)器；地址分配；實(shí)現(xiàn)

1 C5410與FLASH的接口設(shè)計(jì)

1.1 SST39VF400A芯片介紹

SST39VF400A是SST公司的256K×16位FLASH存儲(chǔ)器，工作電壓3.3V，支持單字節(jié)編程；支持3種擦除方式：以2 kB為單位的扇區(qū)擦除，以32 kB為單位的塊擦除和片擦除。用戶只需向其特定地址寫入特定的指令序列，那么通過這些命令用戶即可啟動(dòng)內(nèi)部寫狀態(tài)機(jī)，從而使其自動(dòng)完成指令序列要求的內(nèi)部操作。

SST 39VF400A具有在線燒寫功能，只要在有效的擦除工作完成后，按照特定的命令時(shí)序向其寫入編程命令和數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)它的編程。SST39VF400A常用的字編程和片擦除命令如表1所示。

表1 SST39VF400A指令序列

1.2 DSP與FLASH構(gòu)成的最小系統(tǒng)

圖1 DSP與FLASH連接圖

由圖1，F(xiàn)LASH的片選信號(hào)CE由DSP的數(shù)據(jù)空間選擇信號(hào)DS和存儲(chǔ)器選通信號(hào)MSTRB產(chǎn)生，讀使能信號(hào)OE和寫使能信號(hào)WE由DSP的讀寫脈沖信號(hào)R/Wj產(chǎn)生。FLASH的地址線A0～A15和DSP的A0～A15直接相連，A16和A17接地。由于DSP數(shù)據(jù)空間0000H～7FFFH為存儲(chǔ)器映象寄存器、暫存器和片內(nèi)RAM，對(duì)外部FLASH來講是不可見的，所以FLASH可操作的地址范圍為8000H～FFFFH。設(shè)用戶程序從FLASH中8000H單元開始存放，則系統(tǒng)上電時(shí)引導(dǎo)程序就從數(shù)據(jù)空間的8000H單元開始搬運(yùn)數(shù)據(jù)到DSP內(nèi)部RAM指定區(qū)域，引導(dǎo)完畢后即跳轉(zhuǎn)到RAM中程序入口地址運(yùn)行用戶程序。

為配合FLASH讀寫的時(shí)序要求，我們通過CPLD實(shí)現(xiàn)FLASH讀寫時(shí)序，邏輯如圖2所示。

圖2 CPLD邏輯

1.3 JTAG接口設(shè)計(jì)

對(duì)于C5410，需要引出JTAG接口，以便于仿真調(diào)試。一般情況下，只要仿真器與開發(fā)板之間的連接電纜不超過6英寸，可以直接連接。如果超過了6英寸，則需要在數(shù)據(jù)傳輸引腳加上驅(qū)動(dòng)。圖3給出兩種情況下的JTAG接口的連接方法。

2 C5410的BOOT設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

DSP系統(tǒng)的引導(dǎo)裝載（Bootload）是指在系統(tǒng)加電時(shí)，DSP將一段存儲(chǔ)在外部的非易失性存儲(chǔ)器的代碼移植到內(nèi)部的高速存儲(chǔ)器單元中去執(zhí)行。這樣既利用了外部的存儲(chǔ)單元擴(kuò)展DSP本身有限的ROM資源，又充分發(fā)揮了DSP內(nèi)部資源的效能。盡管用戶代碼在一段時(shí)間相對(duì)是固定的，但是如果直接將其掩膜到內(nèi)部ROM中去的話，一方面受容量以及價(jià)格的限制，另一方面每次修改代碼都需要向TI公司提交代碼，由TI公司進(jìn)行掩膜，顯得不是很靈活方便。FLASH是一種高密度、非易失性的電可擦寫存儲(chǔ)器，而且單位存儲(chǔ)比特的價(jià)格比傳統(tǒng)的EPROM要低，十分適合于低功耗、小尺寸和高性能的便攜式系統(tǒng)。除了可以采用專用的硬件編程器把代碼灌入FLASH中之外，也可以利用現(xiàn)成的DSP通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)同樣的功能。

2.1 BOOTLOADER概述

TMS320VC5410的片內(nèi)ROM區(qū)程序如表2所示。

表2 TMS320VC5410片內(nèi)ROM區(qū)

當(dāng)DSP上電（復(fù)位）后，IPTR被恢復(fù)成默認(rèn)值111111111b，如果MP/MC=0，程序指針PC指向片內(nèi)程序區(qū)的0xFF80處，這個(gè)地址正好是ROM區(qū)中斷向量表的起始地址，在這個(gè)地址上有一條跳轉(zhuǎn)指令，使程序指針PC跳轉(zhuǎn)到F800H，開始執(zhí)行BootLoader程序。

TMS320VC5410提供的片內(nèi)引導(dǎo)方法有：主機(jī)口HPI模式、8位串口EEPROM模式、8位或16位并口模式、8位或16位I/O模式和8位或16位串口模式等。DSP上電后，順序檢測(cè)這些引導(dǎo)模式，當(dāng)檢測(cè)到有效的引導(dǎo)模式后，則進(jìn)入相應(yīng)的引導(dǎo)模式。檢測(cè)過程參看圖4。

2.2 TMS320VC5410的BOOT設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

參看圖4，本系統(tǒng)選取16位并行引導(dǎo)模式。INT2設(shè)置為不激活（本系統(tǒng)直接通過一個(gè)10k？贅電阻接到3.3V電源），MP/MC=0，OVLY=1，DROM=0，F(xiàn)LASH映射到DSP數(shù)據(jù)區(qū)的8000H～FFFFH。

為了實(shí)現(xiàn)DSP加電自舉，F(xiàn)LASH中的數(shù)據(jù)必須按照自舉引導(dǎo)表的格式“燒寫”。

自舉表內(nèi)容不僅包括了欲加載的各段代碼，而且包括各段代碼長(zhǎng)度、各代碼段存放的目標(biāo)地址、程序入口地址等信息。因此若想利用自舉引導(dǎo)功能，首先必須正確建立自舉表。

2.3 FLASH在線編程

要把通過上面介紹的方法生成的自舉引導(dǎo)表文件放入FLASH中，需要使用燒錄器，而且使用燒錄器燒錄，還對(duì)FLASH的封裝提出了要求，這就限制了用戶的靈活性。

本系統(tǒng)采用了另外一種被稱為“二次加載法”的方法，具體過程如下：

建立兩個(gè)獨(dú)立的工程文件：Project.pjt和FlashBurn.pjt。前者生成的目標(biāo)文件就是要燒入到FLASH中的用戶程序，后者則是燒寫程序。Project.pjt有兩個(gè)程序段：第一段是“.text”段，位于0x0100開始的單元，長(zhǎng)度為0x0838。第二段為“.VECTORS”段，位于0x0080開始的單元，長(zhǎng)度為0x0080。它實(shí)現(xiàn)中斷向量表的重新映射。程序執(zhí)行入口地址也在0x0100單位。燒寫的只需燒寫用戶程序的已初始化段。用戶程序各段的起始單元及其長(zhǎng)度可以參考該工程編譯鏈接后的生成的.map文件。

燒寫工程文件Project.pjt只有一個(gè)程序段，定位在0x7000開始的存儲(chǔ)區(qū)（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(qū)域。

用戶程序燒寫到外部FLASH的0x8000開始的存儲(chǔ)區(qū)。

兩個(gè)工作建立并且編譯完畢后，在CCS中先打開Project.pjt工程文件，用“File→Load Program...”菜單命令下載用戶程序目標(biāo)代碼Project.out；再打開Project.pjt工程文件，下載FlashBurn.out，運(yùn)行FlashBurn.out，即可將FlashBurn.out代碼及其Boot引導(dǎo)信息寫入到FLASH中。

燒寫結(jié)束后，關(guān)掉CCS，重新給DSP上電，DSP自舉引導(dǎo)成功。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用“二次加載”法，可以實(shí)現(xiàn)DSP程序的在線燒寫，文章以5410為例來介紹該方法，實(shí)際上可以擴(kuò)展到其它型號(hào)的DSP芯片，燒寫成功的關(guān)鍵在于：一是要理解該方法的實(shí)質(zhì)，二是要正確規(guī)劃兩種程序在內(nèi)存中的地址分配。