基于SoC的PSTN短消息終端系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)

3.3 存儲(chǔ)空間的劃分和映射

在物理上，把8KB的片內(nèi)RAM分為兩部分，0000H～1BFFH(共7 KB)映射到數(shù)據(jù)空間，1C00H～1FFFH(共1 KB)映射到程序空間，并覆蓋Flash中程序空間的1C00H～1FFFH區(qū)域;把512 KB的Flash存儲(chǔ)器也分成兩部分，00000H～0FFFFH(共64 KB)映射到程序空間，剩下的10000H～7FFFFH(共448 KB)都映射到數(shù)據(jù)空間。

對(duì)微控制器核來說，可以尋址64 KB的程序空間和64 KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。對(duì)整個(gè)SoC而言，因?yàn)镕lash中的程序空間有1 KB被RAM程序空間覆蓋掉，所以邏輯上它的程序空間依然是64 KB，但數(shù)據(jù)空間變?yōu)? KB+448 KB，共455 KB。微控制器核通過擴(kuò)展的SFR寄存器FLASH_PAGE按32 KB×16頁的頁面方式訪問Flash存儲(chǔ)器，其中包括程序空間和數(shù)據(jù)空間，如圖3所示。

圖3 程序空間和數(shù)據(jù)空間的劃分和映射

在對(duì)Flash存儲(chǔ)器件進(jìn)行寫操作后的某一段時(shí)間內(nèi)(從幾十μs～幾百μs)，對(duì)它進(jìn)行讀操作是不能讀出一個(gè)確切值的，這是Flash存儲(chǔ)器件的一個(gè)特性。本設(shè)計(jì)中程序和數(shù)據(jù)存放在同一個(gè)AM29LV040 Flash存儲(chǔ)器中。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行寫操作時(shí)，要不斷地從其中讀出進(jìn)行寫操作的程序指令，然后對(duì)它本身進(jìn)行寫操作。微控制器核在20 MHz的時(shí)鐘頻率下，指令周期大約是200 ns，即每隔200 ns左右，SoC就要從Flash存儲(chǔ)器中讀取一條指令。這顯然和上述的Flash存儲(chǔ)器特性發(fā)生了沖突。

通過對(duì)編譯環(huán)境的設(shè)定，可以把進(jìn)行寫Flash操作的函數(shù)unsigned char WriteData_FLASH (unsigned char * dest, unsigned char *scr, unsigned int len) 和Flash扇區(qū)擦除函數(shù)unsigned char EraseSector_FLASH (unsigned char sector_index)定位到程序空間的1C00H～1FFFH，并備份到數(shù)據(jù)空間的0EC00H～0EFFFH。在應(yīng)用程序的設(shè)備初始化函數(shù) void DevicesInit()中，調(diào)用加載函數(shù)void LoadFLASHOpToRAM()，把對(duì)Flash進(jìn)行寫或者擦除操作的這1KB的程序代碼從Flash加載到RAM的程序空間。以后凡是涉及到對(duì) Flash的寫或者擦除操作，都由硬件邏輯切換總線到RAM去執(zhí)行這一段程序代碼。這樣，以不大的RAM開銷，解決了不能同時(shí)對(duì)Flash進(jìn)行讀和寫操作的矛盾。函數(shù)void LoadFLASHOpToRAM()的代碼如下：

#define PROG_RAM_DATA0xEC00

#define PROG_RAM_DATA_PAGE9

staTIc unsigned char xdata RAM_prog[1024] _at_ 0x1C00;

void LoadFLASHOpToRAM(){

unsigned char xdata * p;

FLASH_PAGE = PROG_RAM_DATA_PAGE;

p = (unsigned char xdata *)PROG_RAM_DATA;

memcpy(RAM_prog,p,1024);

}

4 總結(jié)

本文詳細(xì)講述了在基于微控制器IP核PSTN短消息終端SoC設(shè)計(jì)中軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法。在合理劃分硬件和軟件任務(wù)的基礎(chǔ)上，使設(shè)計(jì)更好地達(dá)到了系統(tǒng)性能的要求。