基于TMS320VC5409芯片實(shí)現(xiàn)外掛Flash的Bootloader自動(dòng)裝載程序設(shè)計(jì)

1、Bootloader分析

TI公司的DSP芯片出廠時(shí)，在片內(nèi)ROM中固化有引導(dǎo)裝載程序Bootloader，其主要功能就是將外部的程序裝載到片內(nèi)RAM中運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。

TMS320VC5409是TI公司的一款定點(diǎn)DSP芯片，其指令周期可達(dá)10ns，片內(nèi)有32K16位的RAM，性價(jià)比極高，被廣泛應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。TMS320VC5409的Bootloacler程序位于片內(nèi)ROM的0F800H～0FBFFH空間。系統(tǒng)上電時(shí)，DSP將檢查外部引腳MP／MC的狀態(tài)，如果該引腳為高電平，則DSP按微處理器模式啟動(dòng)；如果該引腳為低電平，則DSP按微計(jì)算機(jī)模式啟動(dòng)。此時(shí)，系統(tǒng)從0FF80H地址處開始執(zhí)行程序，0FF80H是Bootloader的中斷矢量。因此，如果系統(tǒng)上電時(shí)MP／MC的狀態(tài)為低電平，DSP將從FF80H處跳轉(zhuǎn)到F800H開始執(zhí)行TI的Bootloader自動(dòng)裝載程序。

進(jìn)入Bootloader程序后，首先檢查DSP引腳INT2的狀態(tài)，如果為低電平，則進(jìn)入HPI引導(dǎo)裝載模式，如果INT2為高電平則接下來檢查INT3引腳。如果INT3引腳為低電平，則進(jìn)入串行EEPROM引導(dǎo)裝載模式，如果INT3為高電平則進(jìn)入并行引導(dǎo)裝載模式。當(dāng)并行引導(dǎo)裝載模式失敗后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入串行口引導(dǎo)裝載模式．串行口引導(dǎo)裝載失敗后，系統(tǒng)又將進(jìn)入I/O口引導(dǎo)裝載模式。

當(dāng)進(jìn)入并行引導(dǎo)裝載模式后，DSl 首先讀取地址為0FFFFH的I/O空間單元，并將該單元的值作為引導(dǎo)表的首地址。在數(shù)據(jù)地址空間中讀取引導(dǎo)表的第一個(gè)字，如果該字的值為10AAH，則進(jìn)入16位引導(dǎo)模式，如果低字節(jié)為08H，則再進(jìn)一步讀取下一個(gè)值，如果該值的低字節(jié)為AAH，則進(jìn)人8位引導(dǎo)模式。如果從I/o地址空間中讀取的引導(dǎo)表首地址所對(duì)應(yīng)的引導(dǎo)表中得不到正確的引導(dǎo)信息，那么DSP將會(huì)從數(shù)據(jù)空間的0FFFFH地址再去讀一個(gè)字作為引導(dǎo)表首地址，進(jìn)而再從引導(dǎo)表首地址讀取一個(gè)字。如果該字為lOAAH，則立即進(jìn)入l6位引導(dǎo)模式，否則，將按8位方式處理：從0FFFFH讀取一字節(jié)作為引導(dǎo)表首地址的低字節(jié)，從0FFFEH讀取一字節(jié)作為引導(dǎo)首地址的高字節(jié)，再從引導(dǎo)表首地址讀取一個(gè)值，如果低字節(jié)為08H，則再讀引導(dǎo)表的下一個(gè)值，如果為AAH，則說明外部存儲(chǔ)器是8位寬度，進(jìn)入8位引導(dǎo)裝載模式；如果以上步驟不能獲取正確的引導(dǎo)信息，那么DSP將進(jìn)人串行口引導(dǎo)裝載模式。

如果并行引導(dǎo)裝載成功，DSP將從裝載后新的程序開始地址執(zhí)行程序。詳細(xì)的并行引導(dǎo)流程圖如圖1所示。

2、 硬件設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)中，F(xiàn)LASH選用的是Atmel公司的AT29LVl024，AT29LVl024容量為64K16位，可以滿足一般的應(yīng)用要求，并且其工作電壓為3V～3.6V，可以直接與TMS320VC5409接口而不必再使用電壓接口芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)接，使硬件電路更為簡(jiǎn)單。

從TMS320VC5409的存儲(chǔ)器空間映射得知，在MP/M C=0 時(shí)，外部存儲(chǔ)器空間映射的地址范圍為8000H-FFFFH共32K，因此Flash中的程序部分必須位于8000H～FFFFH的地址范圍，才能成功引導(dǎo)。筆者的程序量小于32K16位，因此可以將Flash的地址線A0-A15直接與DSP的地址線AO～Al5相連，然后將程序燒錄到Flash的32K之后的位置，這樣程序剛好位于DSP的8000H～FFFFH范圍。如果程序量大于32K字，則可將Flash的前32K地址編碼在DSP的8000H～FFFFH范圍。采用分頁的方式，逐步裝載需要運(yùn)行的程序。 本文中，采用從DATA空間引導(dǎo)，具體的電路連接如圖2所示。

Flash的地址線AO-A15直接與DSP的低16根地址線A0-A15相連。

Flash的16位數(shù)

據(jù)線DO-D15直接接DSP的16位數(shù)據(jù)總線D0-D15。

FLASH的寫信號(hào)WE直接接高電平（因?yàn)閷?duì)Flash的編程采用編程器燒錄）。

Flash的片選信號(hào)CE直接接低電平或者接DSP的DS引腳。 Flash的讀信號(hào)OE接DSP的存儲(chǔ)器讀信號(hào)MSTRB。

DSP的MP/MC引腳接低電平。

DSP的INTl-INT3引腳通過上拉電阻接高電平。

3 代碼設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

硬件設(shè)計(jì)完成后，可以編寫一段代碼進(jìn)行測(cè)試。

在TI的DSP開發(fā)環(huán)境CCS中建立一個(gè)工程項(xiàng)目test pjt，包括三個(gè)文件：test_main.c、test_vector.asm和load．cmd。

需要說明的是，雖然DSP和Flash都是16位的，但是一般的編程器都是按8位從.hex文件中讀取數(shù)據(jù)。每讀一個(gè)字節(jié)，地址就會(huì)增加1，因此連接命令文件中必須將memwidth和romwidth的值設(shè)置為8，否則編程器讀取hex文件時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這通常是導(dǎo)致引導(dǎo)過程失敗的主要原因。 連接命令編寫完畢后，將test.out文件、連接命令文件load.cmd以及hex500.exe文件拷貝到同一目錄下，在Windows系統(tǒng)命令提示下進(jìn)入該目錄，執(zhí)行命令行：

hex500 I0ad.cmd

即可生成test.hex文件，同時(shí)還生成mxp文件test.mxp，供查看詳情。

test.hex文件生成后，運(yùn)行編程器燒錄軟件（本設(shè)計(jì)用的是西爾特的suPERPRO 6 8 0），選擇器件為 AT29LVl024。打開test.hex文件，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)AT29LVl024的地址范圍是0 0 0 0 0H-1FFFFH共128K，而不是0000H-FFFFH，這就是為什么需要將存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寬度設(shè)定為8以及將程序燒錄起始地址bootorg設(shè)置為0xl8000的原因。0x18000除以2為0x0C000，也即，燃錄地址Oxl8OOO在系統(tǒng)中的地址為OxOC000，位于8000H～FFFFH的外部存儲(chǔ)器映射范圍內(nèi)。

另外，還發(fā)現(xiàn)編程器軟件打開的test.hex文件中，最后兩字節(jié)并不是引導(dǎo)表的首地址（這大概是HEX500有什么bug的緣故吧），因此需將1FFFEH的內(nèi)容改為COH，將1FFFFH的內(nèi)容改為00H，C000H是本例中引導(dǎo)表在實(shí)際DSP系統(tǒng)中的首地址。將18000H的內(nèi)容從08H改為10H，此處為08H是因?yàn)檫B接命令文件中的數(shù)據(jù)寬度設(shè)置為8位，而系統(tǒng)中DSP和Flash的實(shí)際數(shù)據(jù)寬度都為16位，引導(dǎo)過程應(yīng)該采用16位引導(dǎo)裝載。因此需要將08H改為10H。修改完成后，還需將整個(gè)文件的高低字節(jié)進(jìn)行交換，因?yàn)榫幊唐鞔蜷_的.hex文件高字節(jié)在前，低字節(jié)在后，而16位Flash的編程是低字節(jié)在前高字節(jié)在后。經(jīng)過如此修改和調(diào)整后，即可對(duì)Flash器件進(jìn)行編程了。

將編程后的Flash裝到系統(tǒng)中，用示波器查看DSP的引腳XF，如果有方波出現(xiàn)，則說明引導(dǎo)裝載已經(jīng)成功，程序代碼已被調(diào)入到內(nèi)部RAM中運(yùn)行。

結(jié)語

本文所敘述的引導(dǎo)方法在四通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中得到了有效的驗(yàn)證，并且整個(gè)過程操作起來非常方便快捷。

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