適應(yīng)于C6000系列DSP器件的DATA直接燒寫(xiě)原理和設(shè)計(jì)

1 引言

自加載后DSP能夠正常運(yùn)行，關(guān)鍵是Flash中原程序代碼的正確燒寫(xiě)。CCS編譯生成的．out格式文件不能直接用于Flash燒寫(xiě)，在TI公司給出的技術(shù)文檔閉中，首先將．out文件利用其HEX工具轉(zhuǎn)換為．hex格式文件，然后利用Flash燒寫(xiě)工具將．hex格式映像文件寫(xiě)入到片外Flash中。．out格式到．hex格式轉(zhuǎn)換操作，需要編寫(xiě)特定格式的命令文件；將．hex格式文件燒寫(xiě)到Flash，需要嚴(yán)格按照．hex文件中的數(shù)據(jù)存放格式，編寫(xiě)相應(yīng)的Flash燒寫(xiě)程序。對(duì)于初學(xué)者而言命令文件、燒寫(xiě)程序的編寫(xiě)則不容易理解和掌握，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤都將導(dǎo)致Flash燒寫(xiě)的失敗。這里提出了一種簡(jiǎn)單且方便可行的DATA直接燒寫(xiě)方法，不需要數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，保存有效的燒寫(xiě)DATA后，只需編寫(xiě)簡(jiǎn)單且容易理解的燒寫(xiě)程序即可完成Flash在線燒寫(xiě)。

2 DATA直接燒寫(xiě)原理

TMS320C671l提供含有DEBUG模塊的JTAG接口，可以通過(guò)JTAG接口訪問(wèn)DSP內(nèi)部寄存器和掛在CPU總線上的設(shè)備，對(duì)DSP內(nèi)部所有部件進(jìn)行編程。在工程開(kāi)發(fā)初始階段，一般都是通過(guò)JTAG口采用硬件仿真器進(jìn)行調(diào)試，將CCS編譯生成的．out文件，通過(guò)仿真器加載到DSP板卡系統(tǒng)中，加載成功后，會(huì)彈出一個(gè)Disassembly（反匯編）窗口，如圖1所示。

從窗口中可以看到程序加載的位置、對(duì)應(yīng)的機(jī)器指令和匯編語(yǔ)言指令。DSP器件正常工作，支持二進(jìn)制機(jī)器指令代碼，仿真器加載．out文件的操作完成了．out格式到．hex格式的轉(zhuǎn)換，將DSP運(yùn)行所需要的二進(jìn)制機(jī)器指令代碼加載到DSP板卡。其加載的位置可由CCS中的cdb配置文件設(shè)定，也可以用戶編寫(xiě)Linking文件指定。雖然．out文件不能直接用于片外Flash燒寫(xiě)，但CCS具有存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)保存和加載功能，所以，在仿真器加載．out完成后，將存儲(chǔ)器中的二進(jìn)制機(jī)器指令數(shù)據(jù)保存起來(lái)，再通過(guò)JTAG口采用在線編程的方式，將保存下來(lái)的數(shù)據(jù)燒寫(xiě)到片外Flash中。這就不必進(jìn)行．out格式到．heX格式的轉(zhuǎn)換，可方便容易地完成片外Flasn直接燒寫(xiě)，這就是DATA直接燒寫(xiě)原理。

3 COFF段設(shè)置及保存與二級(jí)加載設(shè)計(jì)

3．1 COFF段設(shè)置

CCS編譯成功后生成一個(gè)．map文件，在文件中可以查看存儲(chǔ)器的使用情況，COFF段運(yùn)行地址，加載地址及段的長(zhǎng)度。COFF段按屬性可分為Initialized和Unintialized，Initialized段需要在DSP上電復(fù)位時(shí)從加載地址搬移到運(yùn)行地址。要得到在線燒寫(xiě)方便且有效的DATA，必須為COFF段指定特定的運(yùn)行地址，然后將運(yùn)行地址上的DATA進(jìn)行保存．DSP上電復(fù)位后的加載操作則實(shí)現(xiàn)DATA從Flash到運(yùn)行地址上的還原。

COFF段運(yùn)行地址的指定可以手動(dòng)編寫(xiě)Linking文件，應(yīng)用DSP／BIOS操作系統(tǒng)時(shí)也可直接對(duì)MEM屬性進(jìn)行設(shè)置。這里選用的TMS320C6711器件，內(nèi)部RAM為64 K，在程序小于64 K、RAM不做他用時(shí)，將COFF段運(yùn)行地址全部指定在內(nèi)部RAM。因?yàn)門(mén)MS320C6711上電復(fù)位自加載l K大小的程序，大多數(shù)情況下遠(yuǎn)不能滿足需求，需采用二級(jí)加載的方式，將自加載的1K字節(jié)指令代碼設(shè)計(jì)成二級(jí)加載程序，完成剩余代碼的搬移。DSP上電復(fù)位結(jié)束后是從內(nèi)部RAM的零地址開(kāi)始執(zhí)行，需要將內(nèi)部RAM零地址開(kāi)始的1 K大小的存儲(chǔ)區(qū)域分配給二級(jí)加載程序代碼段，剩余的內(nèi)部RAM作為存儲(chǔ)其他COFF段使用。內(nèi)部RAM劃分情況如表l所示。

應(yīng)用DSP／BIOS操作時(shí)，圖2給出在．cdb文件中對(duì)COFF段運(yùn)行地址的設(shè)置。二級(jí)加載程序．boot段不能通過(guò)．cdb文件設(shè)置，需要在工程的Linking文件中以下面的格式設(shè)定其運(yùn)行地址：

在沒(méi)有應(yīng)用DSP／BIOS，而是手動(dòng)編寫(xiě)Linking文件時(shí)，需要以同樣的格式在SECTI*大括弧內(nèi)設(shè)定所需要加載的COFF段。

3．2 DATA保存與二級(jí)加載設(shè)計(jì)

由于TMS320C67ll自加載的l K程序不能滿足需求，需要進(jìn)行二級(jí)加載程序設(shè)計(jì)。DATA方法二級(jí)加載的實(shí)質(zhì)就是將運(yùn)行地址下的有效數(shù)據(jù)通過(guò)二級(jí)加載從外部Flash還原到運(yùn)行地址下，使程序能夠按照仿真器模式那樣的狀態(tài)正常運(yùn)行。二級(jí)加載所需要的正確EMIF配置，二級(jí)加載方式以及加載結(jié)束后跳轉(zhuǎn)到C語(yǔ)言入口函數(shù)_c_int00（）等設(shè)計(jì)在很多資料中都有介紹，在此不予贅述。這里主要介紹用于二級(jí)加載所需要的DATA保存操作，以及二級(jí)加載程序中，搬移表源地址，目的地址及其長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)方法。

文中3．1部分將COFF段運(yùn)行地址指定為IRAM，在編譯生成的．map文件中，可看到圖3所示的COFF段信息。從COFF段可看到其運(yùn)行起始地址，長(zhǎng)度及屬性信息，將．out文件通過(guò)仿真器加載到DSP中后，根據(jù)．map文件保存屬性為Initialized的COFF段。在保存操作中發(fā)現(xiàn)Initialized段可能不連續(xù)，需要分多個(gè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行保存。當(dāng)Uninitialized段與相鄰的Initialized段大小比較可忽略時(shí)，可將Initialized段間的Uninitialized段一起保存起來(lái)，它不會(huì)影響二級(jí)加載后程序的運(yùn)行，這樣做既能減少需要保存數(shù)據(jù)段的個(gè)數(shù)，又能簡(jiǎn)化保存操作，二級(jí)加載程序及在線燒寫(xiě)程序的設(shè)計(jì)。

在二級(jí)加載程序搬移表中，要嚴(yán)格按照保存的DATA段信息進(jìn)行搬移表配置，其格式如下：

其中，Length為所保存的DATA段的長(zhǎng)度：Destination Addr為DATA段IRAM中的起始地址；Source Addr為將保存的DATA段存放于外部Flash的起始位置。在線燒寫(xiě)程序中要嚴(yán)格按照此搬移表中的Source Addr值將保存的DATA段燒寫(xiě)到Flash的相應(yīng)位置。有多個(gè)DATA段時(shí)，要配置相應(yīng)個(gè)數(shù)的搬移參數(shù)表。

4 Flash在線燒寫(xiě)設(shè)計(jì)

將用戶程序代碼寫(xiě)入Flash的方法一般有2種：①用專(zhuān)門(mén)的Flash編程器實(shí)現(xiàn)；②根據(jù)DSP與Flash的接口，通過(guò)在線編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。前者的主要優(yōu)點(diǎn)是使用方便可靠，但要求Flash只能是雙列直插等一些可插拔的封裝形式，且表面貼裝或PLCC封裝的Flash難以利用編程器實(shí)現(xiàn)；后者克服了前者的缺點(diǎn)，使用靈活，因而在DSP系統(tǒng)中得到廣泛采用。

Flash在線燒寫(xiě)操作就是將保存起來(lái)的DATA，燒寫(xiě)到二級(jí)加載程序搬移表所指定位置的Flash中。在線燒寫(xiě)的思想是，首先將保存起來(lái)的DATA加載到DSP的內(nèi)部RAM或系統(tǒng)的外部RAM中，再通過(guò)在線燒寫(xiě)程序?qū)⒓虞d的DATA寫(xiě)入到Flash中。DSP實(shí)驗(yàn)板Flash采用的是AM29LV160D，根據(jù)其數(shù)據(jù)手冊(cè)分別建立擦除void ChipErase（void）和寫(xiě)入Byte Write（int offsent，short data）子函數(shù)。編寫(xiě)在線燒寫(xiě)程序如下：

在對(duì)Flash寫(xiě)操作前首先要進(jìn)行其擦除，在擦除后要指定DATA存放首地址Saddr，要燒寫(xiě)到的Flash首地址FlashAddr，以及待燒寫(xiě)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度Length。在有多個(gè)DATA段時(shí)，程序中要進(jìn)行相應(yīng)個(gè)數(shù)的DATA段燒寫(xiě)指定操作。

在線燒寫(xiě)程序設(shè)計(jì)完成后，編譯將．out文件下載到DSP中，可以在擦除操作完成，開(kāi)始燒寫(xiě)前設(shè)置斷點(diǎn)，運(yùn)行完Flash擦除操作后，將保存的DATA加載到程序中指定的位置，為了確保燒寫(xiě)程序的正常運(yùn)行，不能將DATA加載到燒寫(xiě)程序占據(jù)的RAM空間。當(dāng)所需要燒寫(xiě)的DATA全部加載完成后繼續(xù)運(yùn)行燒寫(xiě)程序，即可完成Flash的在線燒寫(xiě)。

基于所用到的實(shí)驗(yàn)板，在Flash燒寫(xiě)完成后斷電，將DSP設(shè)置為Flash啟動(dòng)模式，再上電，測(cè)試到應(yīng)用程序中預(yù)先設(shè)計(jì)的運(yùn)行指示，表明Flash已燒寫(xiě)加載成功，驗(yàn)證了DATA方法的Flash燒寫(xiě)是切實(shí)可行的。

5 結(jié)語(yǔ)

詳細(xì)介紹了DATA方法直接燒寫(xiě)原理，如何進(jìn)行合適的COFF代碼段設(shè)置，如何保存燒寫(xiě)數(shù)據(jù)DATA以及二級(jí)加載程序和在線燒寫(xiě)程序的相應(yīng)設(shè)計(jì)。DATA方法容易理解，操作簡(jiǎn)單、不易出錯(cuò)，能夠簡(jiǎn)便、快捷的完成Flash的燒寫(xiě)操作，為DSP開(kāi)發(fā)者提供了一條有效的Flash燒寫(xiě)途徑。該方法適應(yīng)于C6000系列所有DSP，其設(shè)計(jì)思想對(duì)其他系列的DSP也提供了有益的借鑒。

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