初始化高速TINI系統(tǒng)

在DS80C400之前，TINI?系統(tǒng)被限制在最大40MHz下運(yùn)行，受到DS80C390處理器最高速度的限制。DS80C400承諾提供75MHz的信號(hào)，因此在TINI固件中增加了支持，使系統(tǒng)能夠以允許的最快晶體倍增器運(yùn)行。然而，為了使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，TINI參考設(shè)計(jì)（TINIm400和TINIs400）并非設(shè)計(jì)用于在這些高速下運(yùn)行。許多開發(fā)人員嘗試在 x4 晶體乘數(shù)設(shè)置下運(yùn)行他們的 TINI，每個(gè)人都最終注意到他們的 TINI 只是停止了。原因不是DS80C400處理器不能支持這個(gè)速度，而是閃存不能支持這個(gè)速度。因此，高速TINI系統(tǒng)需要一個(gè)帶有RAM的定制板，用于固件存儲(chǔ)和執(zhí)行。本應(yīng)用筆記將討論如何初始化這種高速TINI系統(tǒng)。

閃存限制

閃光通常是高速TINI設(shè)計(jì)中的限制因素。最好的商用閃光燈的訪問時(shí)間為55ns。下圖顯示了這與DS80C400 CPU速度和AM29LV081閃存的關(guān)系。

此處提供的數(shù)據(jù)留給開發(fā)人員一個(gè)選擇：用完閃存并限制為 40MHz 執(zhí)行速度，或者從 RAM 中執(zhí)行并運(yùn)行高達(dá) 75MHz。為了實(shí)現(xiàn)使用DS80C400和TINI OS的高速設(shè)計(jì)，必須改變正常的TINI存儲(chǔ)器映射（如TINIm400）。

天宇操作系統(tǒng)內(nèi)存要求

要在DS80C400上運(yùn)行TINI Java?運(yùn)行時(shí)（TINI OS），CE0（地址0）上必須至少有512K RAM，CE2（地址400000h）上必須有另外512K的代碼空間。在TINIm400上，代碼空間以閃存的形式實(shí)現(xiàn)，但它可以很容易地實(shí)現(xiàn)為RAM。

應(yīng)用程序代碼的 RAM 的問題在于它最初是空白的，如果電源斷開、電池耗盡或某些其他外部事件擦除其內(nèi)容，則會(huì)擦除它。TINI應(yīng)用程序通常用于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，如果設(shè)備丟失其代碼，現(xiàn)場(chǎng)更新將非常不方便。解決方案是從位于正常 TINI 內(nèi)存映射之外的閃存將應(yīng)用程序的映像復(fù)制到 RAM 中。

備用內(nèi)存映射

考慮以下高速 TINI 的內(nèi)存映射。

圖1.高速 TINI 系統(tǒng)的可能內(nèi)存映射。

此內(nèi)存映射在 TINI OS 所需的位置顯示兩個(gè) 512K RAM（一個(gè)位于地址 0，一個(gè)位于地址 400000h）。它還在地址 600000h 處包含一個(gè)額外的閃存。此閃存包含一個(gè)初始化應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序負(fù)責(zé)：

初始化堆

將固件和應(yīng)用程序映像復(fù)制到地址 400000h

將控制權(quán)移交給TINIOS

當(dāng) DS80C400 引導(dǎo)加載程序啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)從內(nèi)存頂部啟動(dòng)并搜索要運(yùn)行的可執(zhí)行文件。當(dāng)它找到有效的 TINI 應(yīng)用程序簽名時(shí)，它會(huì)將控制權(quán)轉(zhuǎn)移到該地址。我們將啟動(dòng)代碼放在地址 6F0000h 處，確保它是找到的第一個(gè)應(yīng)用程序代碼。有效的 TINI 簽名由 64K 內(nèi)存庫(kù)地址 0 處的以下結(jié)構(gòu)組成：

參見DS80C400數(shù)據(jù)資料中的“查找用戶代碼”部分2有關(guān)此過程的更多信息。

使固件運(yùn)行得更快

現(xiàn)在我們已經(jīng)設(shè)計(jì)了定制的TINI硬件，我們需要更改固件以更快的速度運(yùn)行。

TINI軟件開發(fā)套件附帶的TINI固件經(jīng)過預(yù)編程，可在14MHz晶體上以晶體乘法器2運(yùn)行。高速TINI系統(tǒng)通常在14MHz或18MHz晶體上以2或4的倍數(shù)運(yùn)行?？梢允褂肨BINFixer工具針對(duì)不同的晶體速度和乘法器更改TINI固件。運(yùn)行此應(yīng)用程序，不帶參數(shù)以查看命令行選項(xiàng)。通常，只需要更改晶體乘數(shù)（-m 選項(xiàng)）和晶體值（-c 選項(xiàng)）。使用 TINI SDK 中的文件 tini400.tbin 作為此應(yīng)用程序的輸入文件。

啟動(dòng)應(yīng)用程序

隨著固件更改為以更快的晶體乘法器運(yùn)行，我們現(xiàn)在可以將注意力轉(zhuǎn)向初始化 TINI 系統(tǒng)以在 RAM 外執(zhí)行的程序。這里介紹的典型啟動(dòng)應(yīng)用程序是用匯編編寫的，并使用 TINI 軟件開發(fā)工具包附帶的免費(fèi)工具（宏和 a390）構(gòu)建。

對(duì)于此啟動(dòng)應(yīng)用程序，我們選擇將TINI固件和Slush應(yīng)用程序存儲(chǔ)為TBIN3閃存中的文件。因此，我們的啟動(dòng)應(yīng)用程序?qū)⑿枰幚?TBIN 文件格式的解析。這樣做的好處是TBIN格式存儲(chǔ)其數(shù)據(jù)的所有地址信息，使啟動(dòng)應(yīng)用程序具有更通用的用途。

文件 init.a514顯示一個(gè)初始化應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序讀取存儲(chǔ)在閃存中的一些TBIN文件并將其復(fù)制到RAM，然后將執(zhí)行傳輸?shù)絉AM。該代碼是通用的，盡管三個(gè)位置可能需要針對(duì)不同的內(nèi)存配置進(jìn)行一些調(diào)整：

TBIN_GLOB_ADDRESS equ 600000h
這是存儲(chǔ) TBIN 文件的地址。駐留在此處的映像應(yīng)使用 BuildTBIN 應(yīng)用程序生成（請(qǐng)參閱下一部分）。

EXECUTE_ADDRESS equ 400000h 對(duì)于 TINI Java 運(yùn)行時(shí)，此地址應(yīng)保持 400000h
（對(duì)于用 C 編寫的應(yīng)用程序，它可以更改）。初始化應(yīng)用程序完成后，將執(zhí)行到此位置的 LJMP 以轉(zhuǎn)移應(yīng)用程序控制權(quán)。

org 6F0000h
應(yīng)用程序的 org 語(yǔ)句指定代碼的位置。

使用初始化應(yīng)用程序的默認(rèn)配置，存儲(chǔ)在地址 600000h 的 TBIN 文件將被復(fù)制到 RAM 中（在 TBIN 文件本身中指定的地址處）。復(fù)制后，程序執(zhí)行將轉(zhuǎn)移到地址400000h。

開發(fā)人員應(yīng)考慮當(dāng)前 init 代碼中的幾個(gè)問題：

串行調(diào)試：初始化應(yīng)用程序配置計(jì)時(shí)器 2 以生成串行端口 0 的波特率。（該應(yīng)用程序包含一些用于調(diào)整波特率的等價(jià)物。它輸出有關(guān)正在復(fù)制到RAM的每個(gè)TBIN記錄的信息?？梢詣h除所有串行例程，而不會(huì)影響 init 代碼的功能。

展開的副本：函數(shù) Copy256 包含一個(gè)部分展開的 256 字節(jié)副本（展開為 16 個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán) 16 個(gè)單字節(jié)副本）。這對(duì)性能有好處，但會(huì)增加代碼大小。如果代碼大小比啟動(dòng)延遲更重要，那么這是首先查看的好地方。

POR 檢查：初始化代碼在復(fù)制 TINI 固件和應(yīng)用程序之前不會(huì)檢查 POR。但是，如果 TINI 應(yīng)用程序故意復(fù)位而不循環(huán)電源，則可能需要這樣做。在這種情況下，應(yīng)用程序可以跳過復(fù)制并直接執(zhí)行代碼。請(qǐng)注意，建議區(qū)分有意和無意的監(jiān)視器重置。無意的看門狗重置可能意味著 TINI 功能不正常，在這種情況下，重新加載應(yīng)用程序代碼值得考慮。

RAM 擦除：?jiǎn)?dòng)代碼還會(huì)擦除前 64 KB 的 RAM，以確保系統(tǒng)干凈啟動(dòng)。如果 CE0 上的 RAM 是電池供電的，則可以刪除此操作。之所以包含此啟動(dòng)代碼，是因?yàn)樵谕姇r(shí)，許多 TINI 系統(tǒng)假定文件系統(tǒng)需要重新初始化。

宏（宏預(yù)處理器）和 a390（匯編器）用于構(gòu)建啟動(dòng)代碼，使用以下命令： 生成的文件稱為 init.tbin，應(yīng)與 BuildTBIN 應(yīng)用程序的輸出一起加載到 TINI 系統(tǒng)上，詳見下一節(jié)。 macro init.a51 a390 -l -Ftbin -d -p 400 init.mpp

構(gòu)建TBIN應(yīng)用程序

BuildTBIN 應(yīng)用程序是一個(gè) Java 應(yīng)用程序，它采用一個(gè)或多個(gè) TBIN 文件并將它們格式化為一個(gè)文件，可由上一節(jié)中介紹的啟動(dòng)應(yīng)用程序使用。由于我們的高速應(yīng)用程序會(huì)將 Slush 和 TINI 固件從地址 600000h 復(fù)制到其正確位置，因此 BuildTBIN 的命令行如下所示：

java BuildTBIN 600000h file_to_load.tbin slush400.tbin tini400.tbin 在這種情況下，文件 slush400.tbin 和 tini400.tbin 將合并為文件file_to_load.tbin，該文件將針對(duì)地址 600000h。文件 file_to_load.tbin 應(yīng)與文件 init.tbin 一起加載到 TINI 系統(tǒng)上。

BuildTBIN 應(yīng)用程序獲取輸入的 TBIN 圖像并將其視為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并將其重新包裝到另一個(gè)針對(duì)不同地址的 TBIN 文件中。有一個(gè)復(fù)雜因素：?jiǎn)?dòng)應(yīng)用程序需要知道包含多少TBIN記錄。對(duì)于JavaKit和MTK等加載程序來說，這不是問題，它們會(huì)尋找EOF（文件結(jié)尾）來確定何時(shí)不再有TBIN記錄。為了解決此問題，輸出 TBIN 文件的第一個(gè)字節(jié)包括文件中 TBIN 記錄數(shù)的計(jì)數(shù)。由于 TBIN 文件可以包含多個(gè) TBIN 記錄，因此 BuildTBIN 應(yīng)用程序必須分析每個(gè)輸入 TBIN 文件以計(jì)算它包含的記錄數(shù)。

圖2.BuildTBIN 程序接受輸入的 TBIN 文件，添加一個(gè)“計(jì)數(shù)”字節(jié)，將整個(gè)內(nèi)容視為二進(jìn)制流，并輸出一個(gè)新的 TBIN 格式文件。由于每個(gè) TBIN 記錄都包含一些開銷，請(qǐng)注意，輸出文件最多可以包含 9 個(gè) TBIN 記錄，盡管輸入文件僅包含 8 個(gè)。

TBIN文件格式描述于：http://files.dalsemi.com/tini/ ds80c400/c_libraries/tbinformat.html。BuildTBIN 工具的源代碼可在 http://files.dalsemi.com/tini/ds80c400/tools/buildtbin 中找到。

如果您還想在最終的 TBIN 映像中包含非 TBIN 數(shù)據(jù)，則可以使用 Bin2TBIN 工具將任何二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 TBIN 格式。此工具的來源可在以下網(wǎng)址獲得：http://files.dalsemi.com/tini/ds80c400/tools/bin2tbin。

結(jié)論

這里介紹的初始化高速TINI系統(tǒng)的方法就是許多可能的解決方案之一。本文及其隨附的代碼既是解決方案，也是解決問題的教育。通過增加一點(diǎn)RAM和閃存，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高速的TINI，以充分利用DS80C400處理器的功能。

審核編輯：郭婷