基于TMS320DM642的Flash在系統(tǒng)編程方法

引言

一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng)必須要有一個(gè)合適的存儲(chǔ)器存放用戶代碼。flash是一種非易失性存儲(chǔ)器，而且具有電可擦寫(xiě)、容量大、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，通常可用于在dsp系統(tǒng)中存放用戶代碼。

flash在正常使用前要進(jìn)行編程，即將用戶代碼寫(xiě)入flash。在系統(tǒng)編程方法不需要其他編程設(shè)備和編程電源，只借助于仿真器，可直接通過(guò)dsp燒寫(xiě)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。

本文首先介紹常見(jiàn)的flash編程方法。然后詳細(xì)介紹本文方法的原理，以及dsp系統(tǒng)上電加載原理，最后給出整個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程并分析了flash變成時(shí)需要注意的一些問(wèn)題。

flash編程方法

常見(jiàn)的flash編程方式

flash在正常使用前必須寫(xiě)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(xiě)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(kāi)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是否支持在系統(tǒng)編程。現(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(guò)燒寫(xiě)程序?qū)懙絝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(xiě)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(xiě)程序的.out文件，將其設(shè)為文件2；最后運(yùn)行文件2，通過(guò)它把文件1燒入flash。

操作步驟非常簡(jiǎn)單，這里要說(shuō)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)行的是最新加載的程序，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已影射的地方，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(xiě)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。

二次加載和bootloader

要保證用戶程序的正確運(yùn)行，僅把程序?qū)懭雈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，系統(tǒng)上電工作步驟如圖1所示。

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(kāi)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(kāi)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(kāi)始執(zhí)行程序，這一次加載由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的程序要做成加載其，也就是手工寫(xiě)的bootloader，利用它把用戶程序從flash搬入ram。加載器搬運(yùn)用戶程序又是一次加載，因此把這個(gè)過(guò)程統(tǒng)稱為二次加載。

bootloader要完成兩項(xiàng)功能，第一，把其他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的最后總是一條跳轉(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(xiě)程序把bootloader寫(xiě)到該位置，這里在用戶成程序的.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公司的一款視頻圖像dsp，工作時(shí)鐘最高可達(dá)到600mhz，程序存儲(chǔ)器最大可調(diào)至272m×8位，其emif接口分4個(gè)空間，即ce0－ce3，flash映射到ce1空間，其地址為0x9000 0000－0x90400000，上電時(shí)采用8位rom加載方式。

am29lv033c是amd公司生產(chǎn)的flash存儲(chǔ)器，其主要特點(diǎn)有：3.3v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(xiě)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(guò)查詢特定的引腳和數(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(xiě)或擦除操作，而不影響其他部分的數(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(xiě)時(shí)用到的指令，其擦寫(xiě)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(xiě)地址，pd為燒寫(xiě)數(shù)據(jù)。

待燒寫(xiě)程序（用戶程序）為user.out，大小為2m；燒寫(xiě)程序?yàn)閒bct.out，大小為4k，地址分配如表2所示。

編程過(guò)程

第一步，對(duì)整個(gè)flash進(jìn)行一遍擦除，因此flash在編程時(shí)只能把“1”置為“0”，而不能“0”置為“1”。

第二步，判斷擦除結(jié)束。通過(guò)dq6、dq7均可完成判斷，當(dāng)dq6位不再跳變時(shí)說(shuō)明擦除結(jié)束。這里通過(guò)讀取最后一位數(shù)據(jù)是否為“0xff”來(lái)完成判斷。

第三步，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(wú)效。

第四步，取得編程地址。如果地址超過(guò)最大地址則編程結(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(wèn)題必須注意：

（1）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。

（2）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μs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(xiě)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。

（3）如果用戶程序不含加載器程序，那么用戶程序的目的地址就不能從flash的前1k的地址開(kāi)始。

（4）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。

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

結(jié)語(yǔ)

利用上面的方法，本文在tms320dm642平臺(tái)中通過(guò)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)單異行的方法，同時(shí)這個(gè)方法也在c6211環(huán)境下成功實(shí)現(xiàn)，其他dsp同樣可參考本方法。