TMS320C64x系列DSP的16bit,Flash的启动设计

【摘要】对TMS320C64x系列DSP的几种启动加载方案中的EMIF加载方式进行了详细介绍。然后以型号为TMS320C642的DSP为例，仔细分析了对Flash芯片28F640J3A的16-bit模式编程烧写和上电自举的实现办法。实验证明，本DSP启动加载方案易于实现，并且方便、可靠。

【关键词】TMS320C64x；启动加载28F640J3A

1.引言

近年来，随着数字信号处理器（DSP）技术的迅猛发展，其越来越广泛地应用于同民经济的各个领域中。其中，TI公司推出的TMS320C6000系列DSP器件更是在许多需要进行大量数字信号处理运算并兼顾高实时性要求的场合得以应用。在连接硬件仿真器的仿真环境下调试DSP程序通过之后，还有一项重要的工作要做：即怎样实现程序代码的上电自举。TMS320C64x系列DSP有多种上电自举方式：不加载、HPI加载和Flash自举。实际应用中，通常采用的是通过EMIF加载Flash数据的方式，把代码和数据表存放在外部的非易失性存储器里（常采用Flash器件）。

工程中的许多数据（如滤波器系数、配置常数）常常使用16-bit的存储形式。如果把Flash设计为16-bit而不是8-bit形式，将成倍减少存取这些数据的时间，提高系统的实时性。可是，TMS320C64x只支持8-bit Flash加载。如果既能满足前者又不影响bootloader，将会更加方便工程应用。以下为16bit Flash的启动设计的过程介绍。

2.16bit Flash的启动设计的流程介绍

TMS320C64x系列DSP的16bit Flash的启动设计流程图如图1所示。

由流程图可知，在程序经过仿真条件下运行正常后，需要在工程中添加boot.asm文件并修改工程的cmd文件，然后编译生成out文件，通过TI的hex6x工具和自己编写的cmd文件，将这个out文件生成hex文件，再编写程序将hex文件转换生成二进制文件，最后，需要建立一个程序工程，将这个二进制文件读入并烧写至flash中即可。

3.硬件电路接口设计

实际应用中，多采用外接Flash来加载程序代码，这需要将DSP的AEA[22：21]引脚通过接上拉电阻实现，这样就可以使得DSP上电后通过EMIFA接口实现8-bit的Flash自举。

本系统选用的Flash芯片是Intel公司的28F640J3A，具体特征要实际修改：存储容量为8Mx8 bit，易于编程，接口如图2所示。DSP与Flash是主从关系，由DSP通过EMIFA接口控制Flash的擦除和读写。其中，A1-A19为地址线，D15-D0为数据线，/CE为片选信号，/WE是写选通信号，/OE为输出使能信号，BYTE为8位或16位数据模式选择（图中接VCC，为16位模式）。Flash用于存放引导程序段、用户代码及一些数据表，由DSP软件编程来写入。EMIFA只有20根地址线，最大可寻址lM空间，所以可以用复杂可编程逻辑器件（CPLD）控制Flash高位地址作页选择信号。

4.二级搬移程序的编写方法

TMS320C64x开机只自动加载lKB程序代码到内部RAM，所以通常要编写二次搬移程序加载剩余程序代码。二级搬移程序的大小不能超过1K字节，且必须用汇编语言编写。这需要在可以正常运行的程序中创建一个boot.asm启动文件，告知程序在启动后自动加载剩余程序代码。通常将boot.asm改动一下就可以实现，主要包括如下步骤：

（1）系统中所用的中断向量表文件不要更改，只把复位中断跳到搬移程序处，而不直接跳到C程序的入口点c_int00处；

（2）在搬移程序中配置DSP的EMIFA全局控制寄存器（GBLCTL）和空间控制寄存器（CECTL1），按TMS320C64x文档说明和所用Flash数据手册配置读写时序，由于选用16-bit宽的Flash，所以在boot.asm文件中，MY-TYPE要定义为16-bit异步接口，从而建好系统软件和硬件沟通的平台，在boot.asm中，剩余程序代码存放的起始地址为0x90000800；

（3）参照map文件编写搬移程序；

（4）跳到C程序入口点c_int00处，完成搬移程序的编写。

5.程序代码文件的提取及重组

由于Flash的设置与TMS320C64x默认的8-bitFlash加载不相同，所以必须根据COFF文件（通用对象文件格式Common Object File Format）的格式重新从.out文件中提取数据信息。要提取的数据代码是初始化段和可执行代码段，这些信息可从COFF文件的段头（section head-er）获得。非初始化段是在程序运行时才分配空间的，所以不提取其数据。当可执行代码段是搬移段（通常是第一个）时，要把代码重新组合后再存储，目的是便于Flash烧写程序的编写。由于.out文件的代码是32-bit存储形式，所以读一次文件要读取4字节代码，代码重组是要把4字节变成4个16-bit的形式依次存储起来。例如，某次读得的代码是0x11223344，代码重组后16-bit形式是（递增顺序）：0x0044，0x0033，0x0022，Ox001l。再把这些代码以16-bit形式依次写入新的xx.bin文件0～400h（16-bit宽，针对16-bit宽的地址即为0～800h）处，不足的写入0；对于其他代码依据.out文件中的地址变化依次写入xx.bin文件的400h之后。

6.仿真环境下16-bitFlash程序的烧写

6.1 Flash中代码的存放方式

（1）二级搬移程序的存放

由于TMS320C64x上加载时采用默认的时序以8-bit加载模式读取1K字节的程序到内部RAM，因此，为使加载成功，当把Flash设置成16-bit宽时，需要把代码只存储在对应地址的低字节，而高8-bit丢弃不用（可以写入任何数据或不写数据），如图3所示。实际上boot时，CPU按地址递增变化把4个连续半字地址的低8-bit合成1个32-bit的数据送到内部RAM，高8-bit丢弃。因此把二级搬移程序存放在1KB空间中，只不过这lKB数据对应的是l6-bit的地址，实现了用16-bit宽Flash加载TMS320C64x的DSP程序。

（2）程序代码从0x400处开始以16-bit的方式正常存储

DSP加载前1K程序为默认低8bit方式加载，而对1K以后的数据，在boot.asm文件中，已经将应用程序数据的存储方式配置为16位，所以加载剩余的应用程序数据将为16bit加载方式。

6.2 Flash的烧写

将编写的程序代码写入Flash有二种方法：使用专门的编程器烧写；通过TI的CCS在仿真环境下直接烧写（加载的逆过程）。目前多用后者，一是由于制板的需要，Flash多用表贴式，不方便用编程器烧写；二是在线编程方法灵活，易于开发。在线烧写只要把xx.bin数据文件的内容读出，再写到Flash的指定位置。要注意的是在写Flash之前一定要先对其进行擦除，因为编程指令不能使“O”写为“1”，只能使“1”变为“0”，而擦除命令是把“0”变为“1”。Flash芯片的擦除程序代码见图4。Flash芯片的编程程序代码见图5。

7.结束语

本文通过对DSP加载机制的深入阐释给出用16-bit Flash加载TMS320C64x程序代码的实现方法。这种方法在实际的车辆抓拍记录系统中已经取得较好的应用效果，对于相关开发人员有很强的参考价值。

参考文献

[1]TI.Creating a Second-Level Bootloader for FLASH Bootloading On C6000[Z].2004.

[2]TI.TMS320C6000 EMIF to External Flash Memory[Z].2002.

作者简介：王中华（1981—），男，研究生，江苏连云港杰瑞电子有限公司工程师，研究方向：控制理论与控制工程。