TMS320F28xxDSP中內(nèi)部Flash的應(yīng)用研究

1、TMS320F28xx DSP中內(nèi)部Flash的應(yīng)用研究專業(yè)知識2021-07-05 22:22閱讀14評論0字號： 大大 中中 小小1前言TMS320F28xx DSP片內(nèi)有128 KX 16 bit字的Flash、兩塊4 K x16bit字的單周期訪問RAM(SARAM)LO和L1、一塊8 Kxl6 bit字的單周期訪問RAM(SARAM)HO、 兩塊1 Kxl6 bit字的單周期訪問RAM(SARAM)M0和M1。 由于存儲器種類多、容量大， 所以從系統(tǒng)的高度來配置各個存儲器必須有適宜的方法，而這些方法一般都與片內(nèi)Flash有關(guān)。另外，TMS320F28xx DSP片內(nèi)有看門狗定時器模塊

2、(WDT)、引導ROM(ROM bootloader)模塊、代碼平安模塊(CSM),要合理地使用這些模塊為整個系統(tǒng)效勞，必定也要用到Flash。由此可以看出，F(xiàn)lash的地位和作用比擬顯著所以本文就Flash的幾種用法作了研究。2從Flash拷貝段到RAM21拷貝中斷向量在TMS320F28xx器件中，外設(shè)擴展中斷(PIE)模塊管理中斷請求。上電時，所有中斷向量必 須位于非易失性存儲器(如Flash)中，但是要把中斷向量拷貝到PIEVECT RAM中，這是用戶代碼中器件初始化程序的一局部。PIEVECT RAM是一個特定的RAM塊，它在當前TMS320F28xx器件中是一個256X 16的塊.

3、在數(shù)據(jù)空間中的起始地址為Ox000D00。把中斷向量連接到Flash,然后在運行時把中斷向量拷貝到PIEVECT RAM中，有許多方法可以實現(xiàn)。一個方法是創(chuàng)立包含函數(shù)指針的常量C結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體包括128個32-bit向量。如果使用DSP281x或者DSP280 x夕卜設(shè)的結(jié)構(gòu)體.這個結(jié)構(gòu)體叫做PieVectTableInit,它已經(jīng)在DSP281x_PieVectc或者DSP280 x_PieVect.c創(chuàng)立(參看TI提供的例程)。因為這個結(jié)構(gòu)體使用const類型關(guān)鍵詞，所以它將會被編譯器放置在.econst段中。運行時只需要把這個結(jié)構(gòu)體拷貝到PIEVECT RAM中。C編譯器運行時支持庫包

4、含名為memcpy的存儲器拷貝函數(shù)，該函數(shù)可以被用來完成拷貝任務(wù)，其用法如下所示：#includevoid main() /Initialize the pie_ramPieCtrlRegs.PIECTRL.bit.ENPIE=0;/disable the PIEasm( EALLOW); /enable the eallow protected register accessmemcpy(void*)0 x00D00,&PieVectTableInit,256);asm(EDIS); /disable the eallow protected register access以上這個例

5、子為PIE RAM起始地址使用的硬編碼地址(hard coded address),明確指定為0 x000D00。 但是硬編碼地址并不是較好的編程方式，用戶可以使用DATA_SECTION指令創(chuàng)建一個非初始化的假變量(dummy variable)，并把這個變量連接到PIE RAM然后用這個假變量的名字來代替硬編碼地址。例如，當使用DSP281x或者DSP280 x外設(shè)結(jié)構(gòu)體時，創(chuàng)立一個名為PieVectTable的非初始化結(jié)構(gòu)體，并把該結(jié)構(gòu)體連接到PIEVECT RAM。前面例子中的memcpy()函數(shù)可以被替換為：memcpy(&PieVectTable,&PieVectT

6、ableInit，256)；注意拷貝長度是256個16-bit字對應(yīng)為128個32-bit字。22初始化Flash控制存放器Flash控制存放器FOPT、FPWR、 ：FSTDBY-WAIT、FACTIVEWAIT、FBANKWAIT、FOTPWAIT的初始化代碼不能從Flash存儲器當中運行否那么就會有不可預(yù)料的結(jié)果出現(xiàn)。所以，F(xiàn)lash控制存放器的初始化函數(shù)在運行時必須從Flash(它的裝載地址)拷貝到RAM(它的運行地址)。Flash控制存放器由Code Security Module(CSM)保護。如果CSM被保護起來了，那么必須從被保護的RAM(例如：L0或者L1 SARAM)運行F

7、lash控制存放器的初始化代碼，否那么Flash控制存放器的初始化代碼無法訪問Flash控制存放器。 要注意的是，當器件復(fù)位的時候CSM一般都是被保護起來的，雖然使用假密碼0 xFFFF時ROM BOOTLOAD-ER會把它解鎖。C編譯器的CODE_SECTION指令可以用來為Flash控制存放器的初始化函數(shù)創(chuàng)立獨立的可連接段。例如：假定Flash控制存放器的配置在C函數(shù)InitFlash()中實現(xiàn)，并且想把這個函數(shù)放置在名為secureRamFuncs的可連接段當中。以下的C代碼例程顯示了CODE_SECTION命令在Flash存儲器配置中的正確用法：#pragma CODE_SECTION

8、(InitFlash,secureRamFuncs)void InitFlash(void)asm(EALLOW);/Enable EALLOW protected register asscessFlashRegs.FPWR.bit.PWR=3;/Flash set to active modeFlashRegs.FSTATUS.bit.V3STA T=1;/Clear the 3VSTAT bitFlashRegs.FSTDBYWAIT.bit.STDYYW AIT=0 x01FF;/Sleep to standy cyclesFlashRegs.FACTIVEW AIT.bit.ACIT

9、IVEW AIT=0 x01FF;/Standby to active cyclesFlashRegs.FBANKWAIT.bit.RANDW AIT=3;/F280 x Random access wait statesFlashRegs.FBANKWAIT.bit.PAGEW AIT=3;/F280 x Paged access wait statesFlashRegs.FOTPWAIT.bit.OTPW AIT=5;/F280 x OTP wait statesFlashRegs.FOTP.bit.ENPIPE=1;/Enable the Flash pipelineasm(EDIS);

10、/Disable EALLOW protected register accessasm(RTP #6 | NOP);/end of InitFlash()secureRamFuncs段可以使用用戶連接命令文件(d)進行連接。這個段需要獨立的裝載和運行地址。另外， 還想讓連接器生成一些全局符號，這些全局符號可以用來決定裝載地址、運行地址、 段長度。 在實現(xiàn)把這個段從裝載地址拷貝到它的運行地址時需要這些信息。用戶連接命令文件如下所示：*Users linker command fileSETIONSsecureRamFuncs:LOAD=FLASH,PAGE=0RUN=SECURE_RAM,PA

11、GE=0RUN_START(_secureRamFuncs_runstart),LOAD_START(_secureRamFuncs_loadstart),LOAD_END(_secureRamFuncs_loadend)在這個例子中，假定存儲器Flash和SECURE_RAM都已經(jīng)在用戶連接命令文件中的MEMORY段中定義。這些存儲器的PAGE標識符要與它們的存儲器定義相匹配。在上面的例程中假定兩個存儲空間都已經(jīng)在PAGE 0(程序存儲空間)中聲明過了。RUN_START、LOAD_START、LOAD_END指令將生成全局符號，這些全局符號有特定的名稱，對應(yīng)著相應(yīng)的地址。最后，這個段必須在

12、運行時從Flash拷貝到RAM，可以用到編譯器運行支持庫里面的函數(shù)memcpy()。*Users C_source file#includeextern unsigned int secureRamFuncs_loadstart;extern unsigned int secureRamFuncs_loadend;extern unsigned int secureRamFuncs_runstart;void main(void)memcpy(&secureRamFuncs_runstart&secureRamFuncs_loadstart&secureRamFuncs

13、_loadend-&secureRamFuncs_loadstart);InitFlash();23性能最優(yōu)化常數(shù)是那些用C語言的const類型關(guān)鍵詞聲明的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。編譯器把所有的常數(shù)放置在.econst段中(假定為大存儲模式)。當前TMS320F28xx器件上的特殊管道(special pipelining)提高Flash上運行代碼的性能時每次訪問位于片上Flash中的數(shù)據(jù)常數(shù)會占用許多周期。特別是在150 MHz TMS320F281x DSP上Flash等待狀態(tài)要到達5個周期100 MHzTMS320F280 x DSP到達3個周期。所以，訪問片上RAM中的常數(shù)與常數(shù)表那么成為沉

14、重的負擔。然而，分立式嵌入式系統(tǒng)要求所有的初始化數(shù)據(jù)(如常數(shù))最初都是位于非易失性存儲器中， 所以,必須為想訪問的RAM中的常數(shù)建立獨立的裝載和運行地址在運行時把這些常數(shù)從片上Flash中拷貝到RAM中。這里介紹兩種不同的實現(xiàn)方法。方法一：在RAM中運行所有的常數(shù)陣列。這種方法是為整個.econst段指定獨立的裝載和運行地址。其好處是容易使用，而害處是RAM的使用量非常大(可能只有少量常數(shù)需要快速訪問，但是用這種方法所有的常數(shù)都位于RAM)。在用戶連接命令文件中簡單地為整個.econst段指定獨立的裝載和運行地址，然后在運行時通過拷貝整個.econst段的方式往工程中添加代碼。例如:/User

15、s linker command fileSECTIONS.econst: LOAD=Flash, PAGE=0RUN=RAM,PAGE=1RUN_STAR(_econst_runstart),LOAD_START(_econst_loadstart),LOAD_END(_econst_loadend)/Users C-source file#include extern unsigned int secureRamFuncs_loadstart;extern unsigned int secureRamFuncs_loadend;extern unsigned int secureRamFu

16、ncs_runstart;void main(void)memcpy(&econst_runstart,&econst_loadstart,&econst_loadend-&econst_loadstart();方法二：在RAM中運行特定的常數(shù)陣列。這種方法是在運行時有選擇性地從Flash拷貝常數(shù)到RAM。與方法一相似，這個流程能夠完成預(yù)期功能，不同點是只有在命名段中被選擇了的常數(shù)才會被拷貝到RAM中(而不是把所有的常數(shù)都拷貝到RAM中)。假定想創(chuàng)立在RAM中運行的5個字的常數(shù)陣列，并命名為table。DATA_SECTION指令用來把table口放置在名為ra

17、mconsts的用戶自定義段中。相應(yīng)的C源程序如下所示：#pragma DATA_SECTION(table,ramconsts)const int table5=1,2,3,4,5;void main()使用用戶連接命令文件連接ramconsts段，裝載到Flash而從RAM中運行，生成全局符號來幫助存儲器拷貝。用戶連接命令文件如下所示：SECTIONSramconsts: LOAD=Flash, PAGE=0;RUN=RAM,PAGE=1LOAD_START_ramconsts_loadstart,LOAD_END_ramconsts_loadend,RUN_START(_ramconst

18、s_runstart)最后，在運行時必須把table口從裝載地址拷貝到運行地址：#include extern unsigned int ramconsts_loadstart;extern unsigned int ramconsts_loadend;extern unsigned int ramconsts_runstart;void mainvoidmemcpy&ramconsts_runstart,&ramconsts_loadstart,&ramconsts_loadend-&ramconsts_loadstart;3 CSM密碼的編程TMS320F2

19、8xx器件上的代碼平安模塊CSM提供了保護,防止非法的程序拷貝。在當前的TMS320F28xx器件中，整個Flash、OTP存儲器，LO和L1都被CSM保護Flash配置存放器同樣被保護。當器件被保護的時候，只有從被保護的存儲空間運行的代碼可以訪問讀或?qū)懫渌槐Ｗo存儲空間中的數(shù)據(jù)。從非保護的存儲空間運行的代碼不可以訪問被保護存儲空間中的數(shù)據(jù)。CSM使用128-bit密碼組成8個單獨的16-bit字。在當前的TMS320F28xx器件上，這些密碼被存儲在Flash的最高8個字中如地址：Ox3F7FF8-Ox3F7FFF。在開發(fā)過程中，建議在密碼位置放入假密碼0XFFFF。使用假密碼時，對CSM解

20、保護只需假讀密碼位置。把假密碼放在密碼位置是很容易的因為在Flash編程過程中Flash被去除后這些位置的狀態(tài)將會是0XFFFF。用戶只需要在自己的代碼工程中防止連接任何段到密碼地址，密碼將保持為OXFFFF。在開發(fā)完成以后 可能想把真正的密碼放在密碼位置中。另外， 為了正確地保護CSM模塊，當 前TMS320F28XX器 件 上 的CSM模 塊 需 要 編 寫 值OX0000到Flash的 地 址0X3F7F80-OX3F7FF5。 完成這兩個任務(wù)的最簡單的方法是用少量匯編語言進行編程。下面是一個匯編代碼例子，這個例子指定了想要的密碼值，并且把它們放在一個名為pass-words的初始化段中

21、。另外創(chuàng)立了一個名為csm_rsvd的初始化段，這個段的值全部是0 x0000.并且這個段有適當?shù)拈L度以適合地址OX3F7F80-0X3F7FF5。注意，這個例子顯示的是假密碼值0XFFFF.用戶可以用自己的密碼代替這些假密碼。*File: passwords.asm .sect 0 xFFFF; PWL0(LSW of128-bit password).int 0 xFFFF; PWL1.int 0 xFFFF; PWL2.int 0 xFFFF; PWL3.int 0 xFFFF; PWL4.int 0 xFFFF; PWL5.int 0 xFFFF; PWL6

22、.int 0 xFFFF; PWL7(MSW of128-bit password).sect csm_rsvd.loop(3F7FF5h-3F7F80h+1).int 0 x0000.endloop.end ;end of file passwords.asm在這里必須警告用戶：不要把8個密碼的值全部設(shè)為Ox0000， 這樣做會永久地鎖定CSM模塊!passwords和CSB_rsvd段要由用戶連接命令文件放置在存儲器中。下面的例子適用于當前TMS320F28xx器件(對于其他器件，請參考器件數(shù)據(jù)手冊以確定密碼和CSM保存位置的地址)。MEMORYPAGE 0;/*Program Memor

23、y*/CSM_RSVD; origin=0 x3F7F80, length=0 x000076PASSWORDS: origin=0 x3F7FF8, length=0 x000008PAGE 1:/*Data Memory*/SECTIONSpasswords:PASSWORKS, PAGE=0csm_rsvd:CSM_RSVD,PAGE=04在DSP復(fù)位以后從Flash運行代碼TMS320F28xx具有引導ROMROM bootloader， 器件復(fù)位以后ROM bootloader能把代碼運行轉(zhuǎn)到Flash中。當引導模式選擇引腳被配置為跳轉(zhuǎn)到Flash時.ROM bootloader將跳

24、轉(zhuǎn)到Flash中位于地址Ox3F7FF6處的指令。用戶需要在這個地址上安排一條指令，這條指令跳轉(zhuǎn)到用戶代碼。由于CSM密碼從地址Ox3F7FF8開始，所以剛好有2個字可用于存放這個跳轉(zhuǎn)指令。并非巧合的是，長跳轉(zhuǎn)指令在匯編代碼中為LB剛好占用2個字。一般情況下,跳轉(zhuǎn)指令將會跳轉(zhuǎn)到C編譯器運行支持庫中C環(huán)境初始化程序的起始位置。這個程序的人口標號是_c_int00。在這個程序沒有運行的時候C代碼就不能運行。同樣地，有時候在開始運行用戶的C應(yīng)用程序之前需要執(zhí)行少量的匯編代碼例如：禁止看門狗時鐘外設(shè)。這樣，跳轉(zhuǎn)指令需要跳轉(zhuǎn)到用戶匯編代碼的起始位置,需要在Flash中正確定位跳轉(zhuǎn)指令。能到達這個目的的最

25、簡單的方法是使用匯編代碼。在下面的例子中創(chuàng)立了一個名為Codestart的已命名初始化段這個段包含了一個長跳轉(zhuǎn)可以跳轉(zhuǎn)到C環(huán)境初始化程序。需要用用戶連接命令文件把codestart段放置在存儲器中。*CodeStartBranch.asm.ref_c_int00.sect codestartLB_c_int00 ;branch to start of code.end ; end of file CodeStartBranch.asm用戶須在用戶連接命令文件MEMORY局部的PAGE 0上定義一個名為BEGIN_Flash的存儲器塊。Codestart段將被連接到這個存儲器塊。下面的例子針對當

26、前TMS320F28xx器件.對于其他的器件，參考相應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊以確認Flash目標地址的引導。MEMORYPAGE 0:/*Progrm Memory*/BEGIN_Flash: origin=0 x3F7FF6, length=0 x000002PAGE 1:/*Data Memory*/ SECTIONS/*Jump to Flash boot mode entry point*/codestart:BEGIN_Flash, PAGE=05 C環(huán)境引導時禁止看門狗計時C編譯器運行時支持庫中的C環(huán)境初始化函數(shù)是_c_int00， 它完成全局和靜態(tài)變量的初始化。包括為每個初始化全局變量把數(shù)據(jù)

27、從.cinit段位于片上Flash存儲器拷貝到.ebss段位于RAM。例如，當一個全局變量在源代碼中聲明為：int x=5;5被放置在初始化段.cinit,而符號x被放置在.ebss段。然后，_c_int00程序在運行時把5拷貝到x的位置。當軟件中有初始化全局和靜態(tài)變量的大量數(shù)值時。在C環(huán)境引導程序完成并且調(diào)用main這里看門狗可以被配置或被禁止函數(shù)之前看門狗定時器會超時。在代碼開發(fā)的過程中，這個問題可能不會在RAM中顯現(xiàn)出來，因為從cinit段拷貝的數(shù)據(jù)被連接到RAM后會非?？焖俚剡\行。然而，當cinit段連接到內(nèi)部Flash時?？截惷總€數(shù)據(jù)將會消耗大量的周期。 因為內(nèi)部Flash存儲器缺省

28、為最大等待狀態(tài)等待狀態(tài)僅在用戶代碼運行到main后才會被配置。另外。代碼從Flash中實現(xiàn)數(shù)據(jù)拷貝.這又會增加完成數(shù)據(jù)拷貝需要 的時間代碼取指和數(shù)據(jù)讀肯定會訪問Flasho看門狗超時周期缺省到盡可能的最小值.結(jié)合這么一個事實，看門狗超時變成真實的可能性。有一個簡單的方法使用CCS來檢測看門狗超時，步驟如下：為已經(jīng)寫入Flash的代碼裝載符號單擊File fLoad Symbols fLoad Symbols Only2復(fù)位DSP單擊DebugfReset CPU。3重新開始DSP單擊DebugfRestart。如果bootloader被設(shè)置為Jump to Flash.那么無需進行這一步。(4)運行到main()(單擊