TMS320VC33系列講座資料開發(fā)技巧

TMS320VC33系列講座資料第一講VC33的電源設計這里主要結合實際項目來講解VC33的最小系統(tǒng)設計，這一講為電源電路設計，主要分為一下幾個部分進行：DSP系統(tǒng)需要的電源種類DSP系統(tǒng)電源供電的特殊要求：上電次序數(shù)字/模擬混合系統(tǒng)電源處理方法電源電路設計與器件選型電源在PCB設計時的一些注意事項1、給TIDSP供電，TIDSP有5類典型電源引腳：CPU核電源引腳，I/O電源引腳PLL電路電源引腳Flash編程電源引腳（僅C2000系列DSP有）模擬電路電源引腳（僅C2000系列DSP有）2、上電次序，CPU內核先于I/O上電，后于I/O掉電（TMS320F281X例外，剛好相反）CPU內核與I/O供電應盡可能同時，二者時間相差不能太長（一般不能>1s，否則會影響器件的壽命或損壞器件）為了保護DSP器件，應在內核電源與I/O電源之間加一肖特基二極管3、數(shù)字與模擬部分單獨供電最后通過磁珠接在一點即可4、電源電路設計主要的考慮因素用哪種類型的電源器件：轉換效率、成本和空間，輸入電壓，輸出電壓（輸出電壓是否可調、輸出電壓的路數(shù)）輸出電流：控制/狀態(tài)：EN控制、PowerGood狀態(tài)5、電源器件選型，這里列出一些常用的LDO，供大家在設計時選擇雙路輸出輸入電壓輸出電壓輸出電流輔助功能TPS767D318：5V3.3V/1.8V1A/1AENTPS767D301：5V3.3V/可調1A/1AEN單路輸出TPS76333：5V3.3V150mAENTPS76801：5V可調1AEN、PGTPS75701：5V可調3AEN、PGTPS75501：5V可調5AEN、PG我在做VC33設計中用到的電源器件是雙路輸出的TPS767D318。實際中的連接電路大家可以參照Datasheet。6、電源在PCB時的注意事項：數(shù)字地、模擬地分開，單點連接，強烈推薦采用多層板，為電源和地分別安排專用的層。同層上的多個電源、地用隔離帶分割，每個電源引腳附近放置10～100nF旁路濾波電容，以平滑電源的波動。在PCB四周均勻分布一些4.7～10uF大電容。旁路電容一般采用瓷片電容第二講VC33的復位監(jiān)控與時鐘電路設計一、復位監(jiān)控電路設計：為了使系統(tǒng)被復位信號正確地初始化，復位信號的脈沖寬度必須至少10個H1周期以上（即當C3x運行于33.33MHz時需要600ns）。上電之后，系統(tǒng)的振蕩器達到穩(wěn)定工作狀態(tài)需要20ms，甚至更長時間。一般上電復位時，在復位引腳上置一個100ms～200ms的低電平脈沖是比較合適的。簡單的復位電路可以采用分離器件組合而成。我的設計中采用了MAXIM公司的集成微處理器監(jiān)控復位電路MAX706s，減少了監(jiān)控電路的元器件和復雜性，并同時實現(xiàn)了復位功能。與由分離器件組裝的電路比較起來，提高了系統(tǒng)的可靠性和精確度。MAX706s是可工作在3.3V下的uP監(jiān)控電路，能夠實現(xiàn)四個方面的功能：①在電路上電、掉電與異常時產(chǎn)生一個長達200ms的復位信號；②有一個獨立的看門狗，當1.6s以上沒觸發(fā)看門狗輸入WDI時，看門狗輸出信號WDO變低；③有一個1.25V的電壓門檻檢測器，用于掉電報警、電池欠壓或監(jiān)控高于2.93V的電壓；④一個低電平有效的手動輸入MR，用以實現(xiàn)手動復位功能。大家設計復位電路時直接根據(jù)Datasheet來就可以了。MAX706s的第7腳復位輸出連接到DSP芯片的復位輸入引腳，看門狗輸入由CPLD中的邏輯控制，SW-WDT開關可選擇是否啟用電路的看門狗功能。在調試系統(tǒng)的程序時，不將看門狗輸出連接到MR腳，更易于程序的調試。（強烈建議DSP系統(tǒng)中用CPLD）二、時鐘電路設計：在講時鐘電路設計前，先講幾個基本的概念。別小看這幾個概念，很多人都沒有弄清楚的。1、晶體Crystal：晶體諧振器的簡稱，是一種壓電石英晶體器件，具有一個固有的諧振頻率，在恰當?shù)募钭饔孟?，以其固有頻率振蕩。2、振蕩電路Oscillator,為晶體提供激勵和檢測的電路。3、晶振CrystalOscillator將晶體、振蕩器和負載電容集成在一起，其輸出直接為一方波時鐘信號。4、鎖相環(huán)電路PLL用于對輸入時鐘信號進行分頻或倍頻的電路。TMS320C3x的時鐘，既可以在XOUT和XIN之間外接無源晶體利用片內振蕩器得到，也可以利用外部時鐘來提供。雖然使用片內的振蕩器比較方便而且成本也較低，但由此得到的時鐘頻率不是很穩(wěn)定，精確度不高。因此采用了外部有源晶振，晶振的時鐘信號輸入到DSP芯片的EXTCLK引腳。這時DSP芯片的XIN引腳應該接地。VC33片內有一個鎖相環(huán)（PLL）電路。PLL把由片內振蕩器產(chǎn)生的時鐘或由外部時鐘源產(chǎn)生的時鐘視作參考時鐘，然后把這一參考時鐘乘以一個比例系數(shù)后，再為芯片系統(tǒng)提供驅動時鐘。因此，時鐘源的頻率可以比CPU的頻率低。PLL的倍頻系數(shù)與功耗狀態(tài)由引腳CLKMD0、CLKMD1決定，共有四種模式。設計中將這兩引腳接高電平，在12Mhz的外部時鐘下可得到60Mhz的CPU運行頻率。第三講一、存儲器結構:VC33的總存儲器空間是16M32位字。程序、數(shù)據(jù)和I/O空間都包含在這16M字地址空間中，允許在RAM或ROM中保存表、系數(shù)、程序代碼或數(shù)據(jù)。這樣，存儲器利用最大并且可根據(jù)需要定位存儲器空間，但應注意片內可供用戶使用的存儲空間只有RAM，片內的ROM在芯片出廠時已固化了引導程序，用戶不能對其修改。VC33中可供用戶使用的片內RAM共4塊，RAM0和RAM1均為1K×32位，RAM2和RAM3各位16K×32位，4塊RAM的總容量為34K×32位。存儲器還有一塊64×32位的高速緩沖器（Cache）<這個以后單獨做專題講>，供指令快速譯碼使用，另有一塊4K×32位的ROM，存放引導程序。大家注意了：上述RAM和Cache的位置是固定的，但ROM、中斷向量以與被引導的外部程序的起始地址在16M空間中的位置是由用戶設定的存儲器工作方式?jīng)Q定的。大家看下面的關系（a）微處理器方式（b）微計算機引導方式0h中斷矢量、復位向量、陷阱矢量0h存放引導程序的片內ROM03Fh和保留單元（64）FFFh040h1000h引導1400000h引導2外部存儲空間（8M－64K）外部存儲空間（8M－4K）7FFFFFh7FFFFFh800000h800000hRAM2（16K）RAM2（16K）803FFFh803FFFh804000h804000hRAM3（16K）RAM3（16K）807FFFh807FFFh808000h808000h外圍總線存儲器映射外圍總線存儲器映射寄存器（16K）寄存器（16K）8097FFh8097FFh809800h809800hRAM0（1K）RAM0（1K）809BFFh809BFFh809C00h809C00hRAM1（1K）中斷陷阱分支指令809FC1h63809FFFh809FFFh80A000h80A000h外部存儲空間（8M－40K）FFF000h引導3外部存儲空FFFFFFhFFFFFFh間（8M－40K）總之，微處理器方式和微計算機引導方式最大的差異在于是否允許引導，如果不引導，則為微處理器方式，否則就為微計算機引導方式。在大多數(shù)情況下，程序總是放在外部ROM中的，為了實現(xiàn)程序的高速運行，必須將用戶程序由外部ROM裝載到DSP內部的高速RAM中，所以必須采用微計算機引導方式，但引導成功后，為了避免中斷向量的搬遷，可通過DSP的I/O口引腳將工作方式切換到微處理器方式。在實際中，大家可直接置為引導方式，當然做板時也可以用跳線來選擇是處理器方式還是引導方式。VC33存儲器的擴展。這里我們主要以異步存儲器為主。下面是異步存儲器接口控制信號。片選：PAGE[3:0]讀/寫控制：STRB、R/W,等待就緒：RDY.注意的問題：a、硬件信號的正確連接；b、時序的相互匹配1、SRAM的擴展:常用的SRAM:CY7C1021V33－12ZC（64K×16位、3.3V、12ns）CY7C1041V33－12ZC（256K×16位、3.3V、12ns）IS61LV25616AL－10T（256K×16位、3.3V、10ns）我用到的就是第三種，實際中我用兩片SRAM擴展為32位的。其他的信號線不用我教了吧，呵呵，這個大家都會連。2、FLASH的擴展:FLASH的基本操作：a、讀FLASH存儲單元數(shù)據(jù)；b、讀FLASH狀態(tài)信息；c、扇區(qū)擦除；d、整片擦除；e、寫數(shù)據(jù)到FLASH存儲單元中常用FLASH:SST39VF400A－70－4C－EK（256K×16、3.3V、70ns）Am29LV800B（1M×8位/512K×16位、3.3V、70ns）注意Bootloader的定位就可以了。片選接PAGE1。技巧提示：數(shù)據(jù)、地址線在PCB布線時的等價交換DSP外部存儲器接口的數(shù)據(jù)總線為DD[i],存儲器芯片的數(shù)據(jù)總線為MD[j].。DSP外部存儲器接口的地址總線為DA[k]。存儲器芯片的地址總線為MA[l]。數(shù)據(jù)總線可以等價交換時：i不等于j地址總線可以等價交換時：k不等于l。注意了：SRAM的數(shù)據(jù)總線和地址總線可以等價交換，而FLASH的則不能。第四講VC33中CMD文件的寫法呵呵，又來了哦！前段時間忙著本科生的畢業(yè)設計，沒時間寫，今天我們的講課又開始咯。做好準備了嗎:-)前面主要講了一下DSP的硬件設計，讓大家大致了解了一下。從今天開始，我將向大家介紹VC33的軟件設計。這一講向大家介紹VC33中CMD文件的寫法。所謂CMD文件就是Command文件，即連接命令文件。1、段。一般來講，通用目標文件格式（COFF）一般有三種：*.obj、*.lib和*.out。1）匯編語言中的段1>未初始化段.bss——定義變量存放空間.usect——用戶自定義未初始化段2>已初始化段.text——可執(zhí)行的指令碼.data——初始化數(shù)據(jù)或表格.sect——用戶自定義段.asect——類上2）C語言中的段1>未初始化段.bss——定義變量存放空間、存放全局、靜態(tài)變量.stack——存放C中的棧.system——存放C中的堆（heap）.const——存放特殊的常數(shù)、字符2>初始化段.text——指令代碼.cinit——存放全局/靜態(tài)變量執(zhí)行初始化的常數(shù)數(shù)據(jù).switch——存放C中switch語言產(chǎn)生的表格明白了嗎？呵呵。慢慢來:-)2、CMD文件1）輸入/輸出定義：-lrts30.lib-oDEMO1.out這兩項可由菜單設置。2）MEMORY命令——指令存儲空間格式如下：MEMORY{PAGE0：name1[atlr]：Origin=C1，l=C2PAGE1：…………}舉個例子：MEMORY{RAM0：O=800000h，l=8000h//片內RAM0RAM1：O=809800h，l=800h//片內RAM1RAM_EX：O=A00000h，l=1000h//片外SRAM}3）SECTIONS——描述“段”定義在哪個物理地址格式如下：SECTIONS{name：[propertry，propertry，……]}其中propertry屬性是什么？1>load——定義段存放在何處load=（或>）800100h2>run——定義段在何處運行run=（或>）800300h舉個例子：SECTIONS{.text：>RAM.bss：>RAM.stack：>RAM_EX}注意：偽指令MEMORY和SECTIONS只能大寫！下面給出一個完整的CMD文件。-w-stack400h-heap400h-lrts30.libMEMORY{RAM:o=800000h,l=8000hRAM1:o=809800h,l=800hSRAM:o=1000h,l=3efffhFLASH:o=400000h,l=3fffffh}SECTIONS{.text:>RAM.data:>RAM.bss:>RAM.cinit:>RAM.stack:>RAM1.const:>RAM}大家會了嗎？總之，CMD它是用來分配rom和ram空間用的，告訴鏈接程序怎樣計算地址和分配空間。其實要是在支持BIOS的DSP中，根本不用寫CMD文件，直接利用圖像配置界面自動生成的CMD文件即可。但是像2407和VC33不支持BIOS的DSP，只能手寫CMD文件了。第5講由于VC33的資料很少，將VC33的BootLoader講得很詳細的幾乎沒有，大家很多看了的都不明白怎么回事，我將介紹VC33BootLoader的詳細步驟，大家按照這個步驟來就OK了^_^。我們的目的是自啟動點亮LED燈，那么我們得有兩個工程文件，一個為led.mak，另一個為flash.mak，這里可以視flash工程文件為一個工具，僅僅將led工程中的某種文件導入到flash中，然后掉電重啟后由flash裝入RAM中運行，實現(xiàn)自啟動。所以我們需要做的只是要生成某種文件即bin文件。先說明一下大體的步驟。1、在led工程中編寫hex.cmd文件；2、通過hex30工具將.out文件轉化為.hex文件；3、通過hexbin工具將.hex文件轉化為.bin文件。下面給出具體的操作：第一步：我們首先要明白hex.cmd文件里面包含哪些內容，我們應該怎么來寫。下面是一個完整的hex.cmd文件。led.out//輸入coff文件-oled.hex//輸出hex文件-mapled.mxp//輸出mxp文件-i//設置為Intel格式的hex文件-boot-bootorg0-cg10f8h//設置全局控制寄存器-romwidth8//ROM字寬-memwidth8//Flash字寬-e0x8001af//程序入口地址可以看出，輸入的是led.out文件，輸出的文件有l(wèi)ed.hex和led.mxp。這里幾乎是固定的寫法，我們僅僅需要做的是查看程序的入口地址，然后改過來就可以了。如何查看程序入口地址？在led工程文件中，執(zhí)行Project—>Option—>linker，輸入生成的map文件名led.map接下來，我們led工程中打開led.map文件可以看到，led程序的入口地址為80002e，所以只需要將上述hex.cmd中最后一項改為-e80002e就行了。第二步：將out文件轉化為hex文件。使用命令提示符，輸入命令進行如下操作：這時我們看led工程中已經(jīng)生成了led.hex文件了。第三步：將hex文件轉化為bin文件。接著第二步輸入如下命令：

回車后：這時我們看到已經(jīng)生成了led.bin文件了。第四步：最后一步就是將bin文件燒到Flash中，以實現(xiàn)自啟動。下面的一個工程文件包含一個完整的Flash燒寫程序，F(xiàn)lash型號為29LV800BA，如果大家的Flash型號也是這個或兼容的，可以下載運行，當出現(xiàn)“PleaseInputyourfile：”的提示時輸入“l(fā)ed.bin”，燒寫完畢出現(xiàn)提示“OK”。\o"完整的Flash燒寫程序"完整的Flash燒寫程序第六講VC33有兩個特點：流水線操作、并發(fā)I/O和CPU操作。

流水線操作是體現(xiàn)VC33高性能的主要特征。任何一條指令都要經(jīng)過取指令、譯碼、讀操作數(shù)、執(zhí)行等4個過程，對同一條指令不能同時進行上述4個過程的操作，但可以對不同的指令同時進行這4種操作，即每一個CPU周期中，有4條指令分別處于取指令、譯碼、讀操作數(shù)和執(zhí)行階段。這種作業(yè)方式就稱為流水線操作。流水線作業(yè)不僅提高了運算和處理速度，同時也減少了總線擁擠的現(xiàn)象，提高了CPU的吞吐量。

VC33流水線結構的四個主要單元和他們的功能如下：

（1）取指令單元（F）：從寄存器中取指令字并更新程序計數(shù)器（PC）。

（2）譯碼單元（D）：譯碼指令字并產(chǎn)生地址。而且，在間接尋址中譯碼單元控制ARn寄存器的修改，當發(fā)生棧操作時（PUSH/POP）修改棧指針。

（3）讀操作數(shù)單元（R）：從存儲器或寄存器中讀操作數(shù)。

（4）執(zhí)行單元（E）：從存儲器或寄存器中讀出操作數(shù)后，執(zhí)行相應的操作，并向目的地址寫結果。

上面這個圖說明了流水線的結構，其中X、Y、W、Z代表具體的指令。我們從圖中可以看出，在第m個周期，這四個階段完全處于并行狀態(tài)，即完全重疊在一起，從而進入了正常的流水線作業(yè)過程。

流水線操作中，DMA可能也要工作，這時，優(yōu)先級順序由高到低為：執(zhí)行、讀操作數(shù)、譯碼、取指令、DMA。盡管DMA控制器的優(yōu)先級最低，但可以通過合適的數(shù)據(jù)結構使DMA與CPU的沖突最少甚至消除，這時因為DMA有它自己的數(shù)據(jù)和地址線。

我們可以看到，流水線操作真正工作是在第m個周期，即完全重疊。但是如果遇到了跳轉和資源競爭等特殊情況，那么流水線操作就有可能不能完全處于重疊，這種沖突往往導致一個或幾個CPU周期中沒有任何一條指令處于被執(zhí)行的狀態(tài)。第七講DSP系統(tǒng)應用中FLASH在線編程方法摘要：介紹了在TI公司TMS320VC33DSP應用系統(tǒng)中，通過JTAG口對DSP外部FLASH存儲器實現(xiàn)在線編程的方法，給出了DSP系統(tǒng)加電后的自動裝載運行。FLASH存儲器是一種高密度、非易失性的電可擦寫存儲器，存儲量大，使用方便，適用于低功耗、高性能的系統(tǒng)。在高速DSP應用系統(tǒng)中，為了充分發(fā)揮DSP性能，在加電后需要將用戶代碼裝載到高速RAM存儲器中運行。下面介紹SST29LE020型FLASH存儲器的燒寫方法，以與如何實現(xiàn)TMS320VC33上電后用戶程序的自舉引導（Bootload）。1SST29LE020的特點與操作SST29LE020是SST公司生產(chǎn)的一種256K×8FLASH，它有10萬次以上的擦寫壽命，其內部分為2048個頁面，每個頁面128字節(jié)，頁面寫周期為5ms。如果頁面中一個數(shù)據(jù)需要改變，則這個分區(qū)的所有數(shù)據(jù)必須重新裝入。FLASH支持軟件數(shù)據(jù)保護功能（SoftwareDataProtection），當執(zhí)行三字節(jié)DSP寫指令時，保護功能將自動加上，任何后續(xù)的寫操作必須帶上三字節(jié)DSP寫指令。SST29LE020的讀操作與傳統(tǒng)EPROM讀操作一致；在進行數(shù)據(jù)編程操作時，它支持內部定時(InternalTimer)、數(shù)據(jù)查詢（Data#Polling）、跳變位（ToggleBit）三種方式，以測試內部編程操作是否完成。FLASH軟件擦除指令為6字節(jié)加載指令，該指令執(zhí)行后，最多等待20ms整個芯片便被擦除，即將FLASH每個數(shù)據(jù)位都恢復為1狀態(tài)的全FF狀態(tài)。SST29LE020軟件指令序列可在SST公司的數(shù)據(jù)手冊上查到，在FLASH編程之前，需對FLASH進行擦除，擦除操作需要六個總線周期。FLASH頁面寫操作在使用內部定時方式時的流程如圖1所示。

2TMS320VC33簡介TMS320VC33是美國TI公司推出的TMS320C3X系列的32位浮點數(shù)字信號處理器，它是在TMS320C31浮點DSP的基礎上開發(fā)的一個價格更低的DSP，該產(chǎn)品具有高速、低功耗、低成本、易于開發(fā)等顯著優(yōu)點。TMS320VC33采用內部1.8V，外部3.3V供電，因而它的功耗比原有型號TMS320C31的功耗降低了大約一個整量級，而且能支持高達150M/FLOPS的運行速率。其主要特性如下：CPU是32bit的高性能CPU：可進行16/32b整數(shù)和32/40b的浮點操作；內含8個擴展精度寄存器；有2個地址發(fā)生器、8個輔助寄存器和2個輔助寄存器算術單元（ARAU）。片內存儲器為32bit指令字、24bit地址線、34K×32b（1.1Mb）的雙靜態(tài)RAM。外圍接口具有啟動程序裝載功能；內含5倍頻的鎖相環(huán)（PLL）時鐘發(fā)生器；片內存儲器可映射外設，其中包括一個串行口、兩個32bit定時器和一個DMA；具有四個內部譯碼頁選，可大大簡化TMS320VC33與I/O與存儲器的接口。3TMS320VC33程序引導功能TMS320VC33具有兩種存儲器映射方式，即MP（MicroprocessorMode）方式和MC/BL（Microcomputer/BootloaderMode）方式，兩種方式下中斷向量的位置不同。常用的是MC方式。在該方式下，MCBL/MP引腳接高電平，內部ROM被映射到000～FFF之間。這段ROM中今有器件生產(chǎn)廠家固化的引導程序（BootLoader），該引導程序可以將DSP實時運行的程序和數(shù)據(jù)從外部低速ROM或串行口裝入到高速RAM中。TMS320VC33復位后即運行內部固化的引導程序，引導程序通過查詢四個中斷引腳來確定裝入方式。這些引腳為低電平有效，查詢順序依次為INT3、INT0、INT1、INT2；當INT3有效時，為串行裝入方式；當INT0有效時，從外部地址0x001000處裝入（BOOT1）；當INT1有效時，從外部地址0x400000處裝入（BOOT2）；當INT2有效時，從外部地址0xfff000處裝入（BOOT3）。TMS320VC33具有四個快速頁選信號，用于對外部地址空間尋址。使用外部存儲器裝入數(shù)據(jù)時，外部存儲器數(shù)據(jù)頭位置需包含以下信息：（1）外部存儲器寬度（8/16/32位）；（2）程序代碼塊的長度；（3）裝入數(shù)據(jù)的目的起始地址；（4）存儲器訪問的定時控制參數(shù)。頭信息之間是用戶的程序代碼，程序代碼按低位在前、高位在后的順序排列。程序代碼之后，必須有一個全零字，即0x00000000，用以指示引導程序用戶程序代碼已結束。引導完成后，即從裝入的目的地址處開始執(zhí)行用戶程序。4FLASH在線編程方法TMS320VC33的調試使用CCforC3x/4X(CodeCOmposer)集成編程環(huán)境，通過JTAG頭仿真用戶板，用戶代碼先放在外部RAM中調試，調試成功后，就可以將用戶程序代碼寫入FLASH了。下面介紹在并行裝入BOOT2方式下的在線編程方法。SST29LE020與TMS320VC33的連接方式比較簡單，F(xiàn)LASH片選CE引腳直接連接至TMS320VC33的PAGE1引腳；FLASH的輸出使能OE引腳的最簡單的處理方法是采用跳線方式（當向FLASH寫入數(shù)據(jù)時，接高電平；通常情況下，接地）。在調試用戶程序時，需根據(jù)用戶板的存儲器空間分配制作CMD文件，假設用戶擴展的外部RAM為32bit，起始地址為0x00c00000，長度為32K；外部FLASH起始地址為0x00400000（使用BOOT2方式），長度為256K。其CMD文件如下：MEMORY{INTRAM1：origin=0x00800000,length=0x00008000INTRAM2:origin=0x00809800,length=0x000007c1VEC:origin=0x00809fc1,length=0x3fEXTRAM:origin=0x00c00000,length=0x00008000/*32k*/FLASH:origin=0x00400000,length=0x00040000/*256*/}SECTIONS{/*用戶程序代碼與初始化數(shù)據(jù)放在外部RAM*/.vectors>VEC/*VC33規(guī)定的中斷向量地址*/.text:LOAD=EXTRAM.cinit>EXTRAM.data:RUN=EXTRAM.bss:RUN=INTRAM2.stack>INTRAM1}第一步：在CC下編譯后，裝入用戶.OUT文件，用戶程序代碼即被寫入EXRAM空間。第二步：依據(jù)TMS320VC33的BOOT格式，并根據(jù)CC產(chǎn)生的用戶.MAP文件找出程序入口地址、各加載塊的入口地址以與長度，編寫FLASH燒寫文件。示例源程序清單如下：#defineMEM_WIDE0x00000008/*Flash存儲器寬度*/#defineCG_REGISTER0x000010c8/*全局存儲器配置參數(shù)*/#defineENTER_POINT0x00c00064/*程序代碼入口地址*/volatileint*flash_add=(volatileint*)0x400000;/*外部Flash的映射地址*/#defineBOOTORG0xc00064/*.MAP文件中的程序入口地址#defineBOOTBLK3/*.MAP文件中的加載塊數(shù)量*/#defineBOOTSRC1_ADD0x00809fc1/*第1個加載塊地址*/volatileint*bootblk1_add=(volatileint*)0x00809fc1;#defineBOOTBLK1_LEN0x3a/*第1個加載塊長度*/#defineBOOTSRC2_ADD0x00C00000/*第2個加載塊地址*/volatileint*bootblk2_add=(volatileint*)0x00c00000;#defineBOOTBLAK2_LEN0xa3/*第2個加載塊長度*/#defineBOOTSRC3_ADD0x00C000a3/*第3個加載塊地址*/volatileint*bootblk3_add=(volatileint*)0x00c000a3;#defineBOOTBLK3_LEN0x17/*第3個加載塊長度*/////////////////////////////////////////////unsignedintflashaddnum,bytenum;/*定義Flash地址與頁面字節(jié)數(shù)變量*/voidwaite(intms)/****軟件1ms子程序****/{…………；}voidsdp_flash()/******軟件數(shù)據(jù)保護子程序*********/{flash_add[0x5555]=0xaa;/*3字節(jié)芯片SDP指令*/flash_add[0x2aaa]=0x55;flash_add[0x5555]=0xa0;}voidera_flash()/******擦除芯片子程序*********/{flash_add[0x5555]=0xaa;/*6字節(jié)芯片擦除指令*/flash_add[0x2aaa]=0x55;flash_add[0x5555]=0x80;flash_add[0x5555]=0xaa;flash_add[0x2aaa]=0x55;flash_add[0x5555]=0x10;waite(20);/*20ms等待芯片擦除完成*/}voidwrite_flash(intbootdata)/***寫一個int型數(shù)據(jù)***/{unsignedinti;for(i=0;i<3;i++)/*一個int型數(shù)分成四個字節(jié)寫入*/{if(bytenum==0)/*如果是頁面第1個字節(jié)，先寫SDP指令*/{sdp_flash();}flash_add[flashaddnum]=bootdata;/*向Flash地址寫一個字節(jié)*/flashaddnum++;/*Flash地址加1*/bytenum++;/*頁面字節(jié)加1*/if(bytenum>127)/*一個頁面寫完，頁面字節(jié)置0，等待11ms*/{bytenum=0;waite(11);}bootdata>>=8;/*待寫數(shù)據(jù)右移8位*/}}voidmain()/***主程序***/{unsignedinti,j,lenth;bytenum=0;flashaddnum=0;/*Flash地址與頁面字節(jié)數(shù)置*/waite(1);/*等待1ms*/era_flash();/*擦除Flash芯片*/write_flash(MEM_WIDE);/*寫外部Flash存儲器寬度*/write_flash(CG_REGISTER);/*寫寄存器配置參數(shù)*/write_flash(1);/*第1個boot的數(shù)據(jù)長度為1*/write_flash()ENTER_POINT;/*寫入boot的目的地址*/write_flash(0);/*第1個boot的數(shù)據(jù)*/for(i=0;i<BOOTBLK;i++)/*分別燒寫需要boot的數(shù)據(jù)塊*/{if(i==0)/*每個數(shù)據(jù)塊燒寫的起起2字節(jié)分別是長度和源地址*/{lenth=BOOTBLK1_LEN;write_flash(BOOTHBLK1_LEN);write_flash(BOOTSRC1_ADD);}elseif(i==1){lenth=BOOTBLK2_LEN;write_flash(BOOTBLK2_LEN);write_flash(BOOTSRC3_ADD);}else{;}for(j=0;j<lenth;j++)/*將數(shù)據(jù)塊內容寫入Flash*/{if(i==0){write_flashbootblk1_add[j]};}elseif(i==1){write_flash(bootblk2_add[j]);}elseif(i==2){write_flash(bootblk3_add[j]);}else{;}}}write_flash(0);/*代碼最后位置寫全零*/write(10);/*等待10ms，保證Flash寫完成*/}第三步：修改.CMD文件SECTION段，將燒寫程序鏈接到內部RAM區(qū)。.CMD文件中SECTION段如下：SECTIONS{/*Flash燒寫代碼與初始化數(shù)據(jù)放在TMS320VC33內部RAM*/.text:LOAD=INTRAM1.bss:RUN=INTRAM1.cinit>INTRAM1.stack>INTRAM1}第四步：運行燒寫程序，用戶代碼即被寫入FLASH中，將FLASH的OE引腳跳線連通至的位置，利用CC可以查看FLASH存儲器內容是否與要燒寫的內部一致，并脫機檢驗。FLASH在線編程方法已在用戶板上得到了驗證，達到了預期的目的。通過JTAG仿真器對TMS320VC33用戶系統(tǒng)外部FLASH的在線編程，可以省去HEX轉換工具與EPROM編程器等工具，且具有方便、易行的特點。該現(xiàn)場在線編程的方法可推廣至其它系列DSP用戶系統(tǒng)，是DSP開發(fā)中需要掌握的一項新技術。第八講從JTAG接口對DSP外部Flash的編程方法摘要：采用一種簡單可行的方法，在TI公司TMS320C6XDSP集成開發(fā)環(huán)境CCS2.0下，通過JTAG口實現(xiàn)對DSP外部Flash可擦寫存儲器的在線編程;將用戶數(shù)據(jù)文件燒寫到DSP的外部Flash中，并在TMS320C6711DSP板上多次測試通過。

關鍵詞：嵌入式系統(tǒng)DSPFlashJTAG在線編程CCS2.0引言

在采用TI數(shù)字信號處理器（DSP）的嵌放式硬件系統(tǒng)開發(fā)完成，軟件也有CCS2.0集成開發(fā)環(huán)境下仿真測試通過后，怎樣將編譯、鏈接后生成的可執(zhí)行文件（.Out），經(jīng)過轉換后的十六進制文件（.Hex）寫入硬件系統(tǒng)的Flash存儲器中，讓系統(tǒng)脫機運行，這是許多DSP開發(fā)人員與初學者遇到并需要解決的問題。

從JTAG接口對DSP外部Flash的編程方法不只一種。本文以TMS320C6711-150DSK板為例，介紹“在線仿真狀態(tài)下”對Flash的編程。1Flash存儲器的擦除

Flash編程之前，應對Flash進行擦除，使其每個數(shù)據(jù)位都恢復為1狀態(tài)，即全FF狀態(tài)。對Flash的擦除操作需要6個總線周期，總線時序如圖1。

從圖1可知，各總線周期的操作為：

第一總線周期——向2AAAH地址的存儲單元寫入數(shù)據(jù)55H；

第二總線周期——向2AAAH地址的存儲單元寫入數(shù)據(jù)55H；

第三總線周期——向5555H地址的存儲單元寫入數(shù)據(jù)80H；

第四總線周期——向5555H地址的存儲單元寫入數(shù)據(jù)AAH；

第五總線周期——向2AAAH地址的存儲單元寫入數(shù)據(jù)55H；

第六總線周期——向5555H地址的存儲單元寫入數(shù)據(jù)10H。

完成上述操作后，F(xiàn)lash存儲器被完全擦除，內部數(shù)據(jù)恢復為初始狀態(tài)，全為FFH。

在TMS320C6711中，用C語言完成上述操作為：

voiderase_flash()

{

*(unsignedvolatilechar*)FLASH_ADR1=0x00aa;

*(unsignedvolatilechar*)FLASH_ADR2=0x0055;

*(unsignedvolatilechar*)FLASH_ADR1=0x0080;

*(unsignedvolatilechar*)FLASH_ADR1=0x00aa;

*(unsignedvolatilechar*)FLASH_ADR2=0x0055；

*(unsignedvolatilechar*)FLASH_ADR1=0x0010；

}

在TMS320C6711系統(tǒng)中，F(xiàn)lash所在地址段為CE1空間，其開始地址為0x90000000。這樣，其中的FLASH_ADR1、FLASH_ADR2在頭文件中被定義為：

#defineFLASH_ADR10x90005555

#defineFLASH_ADR20x90002AAA

需要說明的是，在對Flash進行擦除時，應對DSP與EMIF外存儲器接口進行初始化，CE1空間定義為8位讀寫模式。

初始化函數(shù)如下：

voidc6x11_dsk_init(){/*DSP和EMIF初始化*/

CSR=0x100;/*禁止所有中斷*/

IER=1；/*禁止除NMI外的所有中斷*/

ICR=0xffff;/*清除所有未完成的中斷*/

*（unsignedvolatileint*）EMIF_GCR=0x3300;

*(unsignedvolatileint*)EMIF_CE0=0x30;

*(unsignedvolatileint*)EMIF_CE1=0xffffff03;

*(unsignedvolatileint*)EMIF_SDCTRL=0x07227000;

*(unsignedvolatileint*)EMIF_SDRP=0x61a;

*(unsignedvolatileint*)EMIF_SDEXT=0x54529;

}

2Flash存儲器的編程對Flash存儲器進行字節(jié)編程之前，需要對它進行3個周期的編程指令操作，總線時序如圖2。

從圖2可知，各總線周期的操作如下：

第一總線周期——向5555H地址的存儲單元寫入數(shù)據(jù)AAH；

第二總線周期——向2AAAH地址的存儲單元寫入數(shù)據(jù)55H；

第三總線周期——向5555H地址的存儲單元寫入數(shù)據(jù)A0H；

第四總線周期——向地址的存儲單元寫入編程數(shù)據(jù)；

……

在TMS320C6711中，用C語言完成上述操作為：

/**/

/*入口參數(shù)：pattern[]：數(shù)組，用于存儲編程數(shù)據(jù)*/

*/start_address:所要編程的起始地址指針*/

/*page_size：所要編程的Flash的頁面尺寸*/

/*出口參數(shù)：無*/

/**/

voidflash_page_prog(unsignedcharpattern[],unsignedvolatilechar*start_address,intpage_size){

volatileinti;

unsignedvolatilechar*flash_ptr=start_address;

*(unsignedvolatilechar*)FLASH_ADR1=FLASH_KEY1;

*(unsignedvolatilechar*)FLASH_ADR2=FLASH_KEY2;

*(unsignedvolatilechar*)FLASH_ADR1=FLASH_KEY3;

for(i=0;i<PAGE_SIZE;I++)<P>

*flash_ptr++=pattern[i];

}

其中，F(xiàn)LASH_KEY1、FLASH_KEY2、FLASH_KEY3的定義如下：

#defineFLASH_KEY10xAA

#defineFLASH_KEY20x55

#defineFLASH_KEY30xA03校驗和的計算與編程原理

（1）校驗和的計算

在程序中，應對Flash編程的正確性進行自動檢查，把編程前數(shù)據(jù)的校驗和編程后Flash中讀出數(shù)據(jù)的校驗和進行比較：如果相同，則編程成功；如果不相同，則編程失敗。需要注意的是，在對Flash進行編程的過程中，不能用CCS2.0中的“VIEW/MEMORY…”功能看Flash中的編程數(shù)據(jù)，這樣會導致一會地址編程的失敗。

其C語言程序如下：

/**/

/*入口參數(shù)：start_address:所要校驗的起始地址*/

/*size_in_byte:所要校驗的Flash數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)*/

/*出口參數(shù)：lchecksum:校驗和*/

/**/

intflash_checksum(intstart_address,intsize_in_byte){

inti;

intlchecksum;

unsignedvolatilechar*flash_ptr=(unsignedvolatilechar*)

start_address;

inttemp;

i=0;

lchecksum=0;

while(i<SIZE_IN_BYTE-4){<P>

temp=*flash_ptr++;

temp&=0xff;

lchecksum=lchecksum+temp;

i++;

}

returnlchecksum;

}

(2)編程原理

基本原理是：在仿真狀態(tài)下，在PC機上運行DSP編程軟件，由運行的DSP通過JTAG口從PC機上讀入待編程的十六進制數(shù)據(jù)文件，由DSP將其寫入到其外部Flash中，即完成用戶數(shù)據(jù)文件的燒寫工作。

4編程數(shù)據(jù)的讀入與編程編程時，由DSP程序從終端仿真計算機上打開要編程的十六進制文件，從十六進制文件中依次讀入編程數(shù)據(jù)，并由DSP將其寫入到其外部Flash中，程序段如下：

while(data_flag=0){

display_count++;

if(display_count==DISPLAY_SIZE){

display_count=0;

/*printf(".");*/

}

for(i=0;i<FLASH_WRITE_SIZE;I++){<P>

j=fscanf(hex_fp,“%x”,&data);/*從文件中讀入編程數(shù)據(jù)，每次取一個字節(jié)*/

if(j==EOF||j==0){

data_flag=1;

break;

}

host_buffer[i]=data;

checksum+=data;

flash_addr+=1;

if(falsh_addr>0x90020001){

printf("ERROR:beyondvalidflashaddress!");

}

}

//寫入Flash

ptr=(unsignedvolatilechar*)(flash_addr-0x80);

if(data_flasg==0){

length=FLASH_WRITE_SIXZE;

flash_page_prog(host_buffer,ptr,length);

printf("Programmingaddress:%x"，flash_addr-0x80);

}

}

注意：所采用的十六進制文件應使用“Hex6x.exe”命令，并在hex.cmd命令文件中使用“-a”參數(shù)生成的文件；指定的存儲器長度必須能被128整數(shù)（len參數(shù)能被128整除）。因為AT29LV010A以扇區(qū)為操作單位，每個扇區(qū)為128字節(jié)，共1024個扇區(qū)，其格式如下：

…

-maphex.map

-a

-image

-zero

-memwidth8

ROMS

{

FLASH:org=0x90000000,len=0x20000,romwidth=8,files={test.hex}

}

…

5仿真運行

將上述程序組成一個完整的程序，經(jīng)過編譯、鏈接（Project/Build命令）后，使用“File/LoadProgram...”將編程代碼Load到DSP中，運行程序，經(jīng)過幾分種后即編程完畢。

結語

對DSP外部Flash編程雖不是一項關鍵技術，但它在整個DSP嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中卻有著至關重要的作用。如果開發(fā)者在設計之初就掌握了這項技術，就會大大方便系統(tǒng)的調試，縮短開發(fā)時間。

由于篇幅所限，本文僅給出部分核心程序代碼，讀者可利用上述代碼編寫一個完整的程序。第九講DSP片外高速海量SDRAM存儲系統(tǒng)設計摘

要：介紹使用同步動態(tài)RAM(SDRAM)擴展嵌入式DSP系統(tǒng)高速超大容量外部存儲空間的設計方法；結合已成功實現(xiàn)的、基于TMS320C6201的數(shù)字信號處理系統(tǒng)，論述使用IS42S16400SDRAM芯片設計DSP片外同步存儲系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案；詳細討論TMS320c6201的EMI與SDRAM的接口設計與編程方法。

在數(shù)字圖像處理、航空航天等高速信號處理應用場合，需要有高速大容量存儲空間的強力支持，來滿足系統(tǒng)對海量數(shù)據(jù)吞吐的要求。通過使用大容量同步動態(tài)RAM(SDRAM)來擴展嵌入式DSP系統(tǒng)存儲空間的方法，選用ISSI公司的IS42S16400高速SDRAM芯片，詳細論述在基于TMS320C6201(簡稱C6201)的數(shù)字信號處理系統(tǒng)中此設計方法的具體實現(xiàn)。1IS42S16400芯片簡介

IS42S16400是ISSl公司推出的一種單片存儲容量高達64Mb(即8MB)的16位字寬高速SDRAM芯片。SDRAM的主要特點是：①同步訪問，讀寫操作需要時鐘；

②動態(tài)存儲，芯片需要定時刷新。IS42S16400采用CMOS工藝，它的同步接口和完全流水線的內部結構使其擁有極大的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以工作在高達133MHz的時鐘頻率下，刷新頻率每64ms為4096次。該SDRAM芯片內部有4個存儲體(bank)，通過行、列地址分時復用系統(tǒng)地址總線，對不同存儲體內不同頁面的具體存儲單元進行讀寫訪問尋址。在進行讀操作之前，必須預先激活SDRAM內對應的存儲體，并選擇存儲器的某一行，然后送人列地址讀取需要的數(shù)據(jù)。從輸出列地址到SDRAM返回相應數(shù)據(jù)之間存在一個存取延遲。如果訪問新的頁面，則先需要關閉所有的存儲體，否則已打開的頁面將一直有效。在寫操作之前，由于已經(jīng)預先激活了有關的行地址，因此可以在輸出列地址的同時輸出數(shù)據(jù)，沒有延遲。IS42S16400提供自刷新模式的設置，可以使芯片運行在低功耗的狀態(tài)下，從而大大減少嵌入式系統(tǒng)的功率消耗。2C6201與SDRAM的外部存儲器接口

DSP芯片訪問片外存儲器時必須通過外部存儲器接口EMlF(ExternalMemoryInterface)。C6000系列DSPs的EMIF具有很強的接口能力，不僅具有很高的數(shù)據(jù)吞吐率(最高達1200MB/s)，而且可以與目前幾乎所有類型的存儲器直接接口。在C6201系統(tǒng)中，提供了4個彼此獨立的外存接口(CEX)。除CEl空間只支持異步接口外，所有的外部CEx空間都支持對SDRAM的直接接口。表1總結了C620XDSPs的EMIF所兼容的SDRAM配置。表2給出了C6000系列DSPs的EMIF所支持的SDRAM控制命令。

2.1SDRAM的刷新

為了提高存儲容量，SDRAM采用硅片電容來存儲信息。隨著時間的推移，必須給電容重新充電才能保持電容里的數(shù)據(jù)信息，這就是所謂的“刷新”。它的存在也使得SDRAM的應用變得略顯復雜，帶來了一定的應用難度。

C6000系列DSPs有專門的SDRAM控制寄存器(SDTCL)和SDRAM時序控制寄存器(SDTIM)，用來進行SDRAM的各種時序控制，大大減輕了設計人員的開發(fā)難度。SDCTL寄存器中的RFEN位控制是否由EMIF完成對SDRAM的刷新。如果RFEN=1，EMIF會控制向所有的SDRAM空間發(fā)出刷新命令(REFR)；而SDTIM寄存器中的PERIOD位段則控制具體的刷新周期。

在REFR命令之前，會自動插入一個DCAB命令，以保證刷新過程中所有的SDRAM都處于未激活狀態(tài)。DCAB命令之后，EMIF開始按照SDTIM寄存器中PERD字段設置的值進行定時刷新。刷新前后，頁面信息會變?yōu)闊o效。

對于C620X，EMIFSDRAM控制模塊內部有一個2位的計數(shù)器，用來監(jiān)測提交的刷新申請的次數(shù)。每提交一個申請，計數(shù)器加1；每次刷新周期之后，計數(shù)器減1。復位時，計數(shù)器自動置為11b，以保證在存取訪問之前先進行若干次刷新。計數(shù)器的值為llb，代表緊急刷新狀態(tài)，此時頁面信息寄存器變無效，迫使控制器關閉當前的SDRAM頁面。然后，EMIFSDRAM控制器在DCAB命令后執(zhí)行3次REFR命令，使計數(shù)器的值減為0，再繼續(xù)完成余下的存取操作。2.2SDRAM的初始化

當某個CE空間配置為SDRAM空間后，必須首先進行初始化。用戶不需要控制初始化的每一個步驟，只需要向EMIFSDCTL寄存器的INIT位寫1，申請對SDRAM作初始化。然后，EMIF就會自動完成所需要的各步操作。初始化操作不能在進行SDRAM存取過程中進行。整個初始化過程包括下面幾個步驟：對所有的SDRAM空間發(fā)出DCAB命令；執(zhí)行3個REFR命令；對所有的SDRAM空間發(fā)出MRS命令。2.3頁面邊界控制

SDRAM屬于分頁存儲器，EMIF的SDRAM控制器會監(jiān)測訪問SDRAM時行地址的情況，避免訪問時發(fā)生行越界。為了完成這一任務，EMIF在內部有四個頁面寄存器，自動保存當前打開的行地址，然后與后續(xù)存取訪問的地址進行比較。需要說明的是，當前存取操作結束并不會引起SDRAM中已經(jīng)激活的行被立即關閉，EMIF的控制原則是維持當前的打開狀態(tài)，除非必須關閉。這樣做的好處是可以減少關閉/重新打開之間的命令切換時間，使接口在存儲器訪問的控制過程中充分利用地址信息。

對于C620X，每個CE空間包含1個頁面寄存器(只對配置為SDRAM空間有效)，因此C620X每個CE空間1次只能激活1頁。進行比較的地址位數(shù)取決于SDCTL寄存器中SDWID位的值。如果SDWID=O，該CE空間構成頁面的大小為512，比較的邏輯地址是位23～11；如果SDWID=1，該CE空間SDRAM構成頁面的大小為256，比較的邏輯地址是位23～10。一旦發(fā)現(xiàn)存取訪問發(fā)生了頁面越界，EMIF會自動執(zhí)行DCAB操作，然后再開始新的行訪問。2.4訪問地址的移位

由于SDRAM行邏輯地址與列邏輯地址復用相同的EMIF引腳，所以EMIF接口需要對行地址與列地址進行相應的移位處理。地址的移位處理由SDCRL寄存器中的SDWlD位控制。

另外，對于SDRAM，因為輸入地址也是控制信號，因此需要說明以下幾點：

①RAS有效期間的高位地址信號會被EMIF內部SDRAM控制器鎖存，以保證執(zhí)行READ和WRT命令時選通正確的bank;

②READ/WRT操作期間，EMIF會保持pre-charge信號為低(C620X是SDAl0)，以防止READ/WRT命令執(zhí)行后發(fā)生autopre—charge操作。2.5接口時序的設計

對于C620X，EMIF與SDRAM的接口時序由SDCTL寄存器控制。EMIF提供了5個時序參數(shù)，其中3個在SDCTL寄存器中