TMS320C6000系列DSP的Flash啟動設(shè)計(jì)

1、TMS320C6000系列 DSP的 Flash 啟動設(shè)計(jì)摘要：實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導(dǎo)放大 器-電容(OTAC)連續(xù)時間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)，使用外部可編程 電路對所設(shè)計(jì)濾波器帶寬進(jìn)行控制，并利用 ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn) 證。仿真結(jié)果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為 126 MHz，阻帶抑制率大于 35 dB，帶內(nèi)波紋小于 05 dB，采用 18 V 電源， TSMC 018m CMOS工藝 庫仿真，功耗小于 21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關(guān)鍵詞： Butte 摘要對TMS320C6000系列 DSP的幾種啟動加載方案中的 EMIF加我方

2、式進(jìn)行較詳 細(xì)的分析。然后以 TMS320C6713 DS為P 例，提出一種在主程序中直接燒寫 Flash 的辦法，并與常用的 FlashBurn 工具進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)證明，本 DSP啟動 加載方案易于實(shí)現(xiàn)，比傳統(tǒng)的方法使用更為方便、可靠。關(guān)鍵詞 TMS320C6000啟 動加栽 Flash EMIF引言 隨著近年來數(shù)字信號處理器 (DSP)技術(shù)的迅猛發(fā)展，其越來越廣泛地應(yīng)用 于同民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域中。其中， TI 公司推出的 TMS320C600系0 列 DSP器件更 是在許多需要進(jìn)行大量數(shù)字信號處理運(yùn)算并兼顧高實(shí)時性要求的場合得以應(yīng) 用。 TMS320C600系0 列 DSP的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，

3、 DSP器件的啟動加載設(shè)計(jì)是較難 解決的問題之一。C6000 系列 DSP的啟動加載方式包括不加載、主機(jī)加載和 EMIF 加載 3 種。3 種加載方式的比較：不加載方式僅限于存儲器 0 地址不是必須映射到 RAM空間的器件，否則在 RAM空間初始化之前 CPU會讀取無效的代碼而導(dǎo)致錯 誤；主機(jī)加載方式則要求必須有一外部主機(jī)控制 DSP的初始化，這將增加系統(tǒng) 的成本和復(fù)雜度，在很多實(shí)際場合是難以實(shí)現(xiàn)的； EMIF加載方式的 DSP與外部 ROM/Flash接口較為自由，但片上 Bootloader 工具自動搬移的代碼量有限 (1KB 64KB)。本文主要討論常用的 EMIF加載方式。1 EMIF

4、 加載分析 實(shí)際應(yīng)用中，通常采用的是 EMIF加載方式，把代碼和數(shù)據(jù)表存放在外部 的非易失性存儲器里 ( 常采用 Flash 器件) 。下面以 TMS320C6000系列中最新的浮點(diǎn) CPUTMS320C671簡3(稱 “C6713”) 為例，詳細(xì)分析其 EMIF加載的軟硬件實(shí)現(xiàn)。硬件方面，其與 16 位寬度的 Flash 器件的接口如圖 1 所示。對于不同的 DSP器件，加載方式的配置引腳稍有不同。 C6713的配置引 腳及其定義如表 l 所列。應(yīng)用程序的大小決定了片上的 Bootloader 工具是否足夠把所有的代碼 都搬移到內(nèi)部 RAM里。對于 C6713，片上的 Bootloader

5、工具只能將 1 KB 的代 碼搬入內(nèi)部 RAM。通常情況下，用戶應(yīng)用程序的大小都會超過這個限制。所 以，需要在外部 Flash 的前 l KB 范圍內(nèi)預(yù)先存放一小段程序，待片上 Bootloader 工具把此段代碼搬移入內(nèi)部并開始執(zhí)行后，由這段代碼實(shí)現(xiàn)將 Flash 中剩余的用戶應(yīng)用程序搬移入內(nèi)部 RAM中。此段代碼可以被稱作一個簡 單的二級 Bootloader 。圖 2 所示為使用二級 Bootloader 時的 CPU運(yùn)行流程。使用二級 Bootloader 需要考慮以下幾個事項(xiàng)：需要燒寫的 COFF公（ 共目標(biāo)文件格式 ） 段的選擇；編寫二級 Bootloader ；將選擇的 COFF

6、段燒入 Flash 。一個 COFF段就是占據(jù)一段連續(xù)存儲空間的程序或數(shù)據(jù)塊。 COFF段分為 3種類型：代碼段、初始化數(shù)據(jù)段和未初始化數(shù)據(jù)段。對干 EMIF加載方式，需要加載的鏡像由代碼段 （ 如 vectors 和 text 等）和初始化數(shù)據(jù)段 （如 cinit ， const ， switch ， data 等）構(gòu)成。另 外，可以單獨(dú)定義一個 bootload 段存放二級 Bootloader 。此段也需要寫入 Flash 。所有未初始化的數(shù)據(jù)段 （ 如bss 等） 都不需要燒入到 Flash 中。2 二級 Bootloader 的編寫由于執(zhí)行二級 Bootloader 時 C 的運(yùn)行環(huán)

7、境還未建立起來，所以必須用匯 編語言編寫。二級 Bootloader 可參照其他類似文獻(xiàn)及 TI 相關(guān)文檔。此處不再 贅述。CCS 中用戶工程編譯鏈接后產(chǎn)生的 map文件包含了存儲器的詳細(xì)分配 信息。一個典型的 map文件中包含的存儲器分配信息如表 2 所列。與 cmd 文件不同， map文件不僅包含了各段存儲在哪一段內(nèi)存空間的信 息，從 map文件中還可以具體知道每個內(nèi)存區(qū)間中有多少被實(shí)際使用 （ 燒寫 Flash 時會用到這個參數(shù) ） 。內(nèi)存區(qū)間中未被使用部分是不需要寫入 Flash 內(nèi)容 的，實(shí)際被使用的部分才是真正需要寫入到 Flash 中的內(nèi)容。3 Flash 的燒寫把代碼等寫入 F

8、lash 的辦法大體上可分為以下幾種： 使用通用燒寫器寫入。 使用 CCS中自帶的 FlashBorn 工具。 用戶自己編寫燒寫 Flash 的程序，由 DSP將內(nèi)存映像寫入 Flash 。 其中，使用通用燒寫器燒寫需要將內(nèi)存映像轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制或十六進(jìn)制格 式的文件，而且要求 Flash 器件是可插拔封裝的。這將導(dǎo)致器件的體積較大， 給用戶的設(shè)計(jì)帶來不便。使用 TI 公司提供的 FlashBurn 工具的好處在于，使用較為直觀。 FlashBurn 工具提供的圖形界面可以方便地對 Flash 執(zhí)行擦除、編程和查看內(nèi) 容等操作。但這種方法的缺點(diǎn)也不少：首先， FlashBurn 工具運(yùn)行時需要下載

9、 一個 out 鏡像 （FBTC， FlashBurn Target Component） 到 DSP系統(tǒng)中，然后由 上位 PC機(jī)通過仿真器發(fā)送消息 （指令和數(shù)據(jù)）給下位 DSP，具體對 Flash 的操作 由 FBTC執(zhí)行。然而，這個 FBTC一般是針對 TI 公司提供的 DSK專門編寫的，與 板上使用的 Flash 的接口寬度 （默認(rèn)是 8 位） 、操作關(guān)鍵字 （因生產(chǎn)廠商不同而各 異）都有關(guān)，所以，對用戶自己制作的硬件不一定適合。例如：如果用戶自己的 電路板上使用的是與 DSK同品牌的 Flash 芯片，接口為 16 位數(shù)據(jù)寬度，那么， 使用 FlashBurn 工具燒寫將最多只有一半的

10、 Flash 容量能夠被使用，要想正確 實(shí)現(xiàn) EMIF加載就必須選擇 8 位加載方式。這就造成了 Flash 存儲器資源的浪 費(fèi)，同時限制了用戶開發(fā)的靈活性。雖然 TI 公司提供了 FBTC的源代碼供有需要的用戶修改，但這樣用戶需 要去了解 FBTC的運(yùn)行機(jī)制及其與上位機(jī)的通信協(xié)議，并對 Flash 燒寫函數(shù)進(jìn)行 修改。用戶可能需要修改的幾個地方如下：對 Flash 編程的關(guān)鍵字和地址， BurnFlash 函數(shù)中的數(shù)據(jù)指針和 EMIF口的配置 （ 針對 1.0 版本 FBTC）。這就給用 戶開發(fā)帶來了不便。把開發(fā)時間浪費(fèi)在了解一個并不算簡單的F1ash 燒寫工具上并不是一個好的選擇。其次，

11、F1ashBurn工具不能識別 .out 文件，只接受 hex 的十六進(jìn)制文 件，因此，需要將 out 文件轉(zhuǎn)換為 hex 文件。這個轉(zhuǎn)換的工具就是 TI 公司 提供的 Hex6xexe工具。轉(zhuǎn)換過程的同時，需要一個 cmd文件（即圖 3 中的 Hex.cmd）指定作為輸入的 out 文件，輸出的 hex 文件的格式，板上 Flash 芯 片的類型和大小，需要寫入 Flash 中的 COFF段名等。使用用戶自己編寫的燒寫 Flash 的程序較為靈活，避免了文件格式轉(zhuǎn)換 的繁瑣。不過，此方法要求用戶對自己使用的 Flash 芯片較為熟悉。通常采用的 Flash 燒寫程序是單獨(dú)建立一個工程的辦法：

12、先把用戶應(yīng)用 程序（ 包含二級 Bootloader） 編譯生成的 out 文件裝載到目標(biāo) DSP系統(tǒng)的 RAM 中，再把燒寫 Flash 的上程編譯生成的 out 文件裝載到目標(biāo) DSP系統(tǒng) RAM的 另一地址范圍，執(zhí)行 Flash 燒寫程序，完成對 Flash 的燒寫。這個辦法要注意 避免兩次裝載可能產(chǎn)生的地址覆蓋，防止第 2 次裝載修改了應(yīng)該寫入 Flash 的 第 1 次裝載的內(nèi)容。實(shí)際上，可以將 Flash 燒寫程序嵌入到用戶主程序代碼中去，比單獨(dú)建 立一個燒寫 Flash 的工程更為方便。 Flash 芯片的燒寫程序段如下：ChipErase 函數(shù)和 ProgramFlashArr

13、ay 函數(shù)的編寫可參照用戶使用的 Flash 芯片的 Datasheet 以及參考文獻(xiàn)。ProgramFlashArray 函數(shù)的第 1 個參數(shù)是源地址指針 （ 指向內(nèi)部 Ram）， 第 2 個參數(shù)是目標(biāo)地址指針 （ 指向外部 Flash） ，第 3 個參數(shù)是要寫入的數(shù)據(jù)長 度（單位為字）。編寫 Flash 燒寫函數(shù)時有 3 點(diǎn)需要注意： 指向 Flash 地址的指針。由于 C6713的低兩位地址用于譯碼作字節(jié)選 擇，地址總線的最低位是 EA2，所以，邏輯地址需要適當(dāng)?shù)囊莆徊拍苷_地指 向目標(biāo)。對 8 位存儲器而言，應(yīng)該左移 2 位；對 16 位存儲器而言，應(yīng)該左移 l 位；對于 32位存儲器

14、，則不需要移位。例如要從 （往）Flash 的 0x00000003地 址讀（ 寫） 一個字，其邏輯地址應(yīng)該是 0x90000000+（Ox00031），而非 0x90000003。 map文件中各內(nèi)存區(qū)間被實(shí)際占用的尺寸大小是以字節(jié)為單位的，而 ProgramFlashArray 函數(shù)寫入 Flash 的數(shù)據(jù)單位為字，所以需要將 map文件中 得到的尺寸大小的一半作為 ProgramFlashArray 函數(shù)的參數(shù)。 燒寫函數(shù)中使用了 flash_burned 常量作為判斷是否需要對 Flash 操 作的依據(jù)，且將其初始化為 1。這是為了避免 Flash 加載之后會執(zhí)行對 Flash 的操作

15、。此變量應(yīng)在燒寫 Flash 時手動修改為 0。在仿真加載方式下，可以在 CCS里的 watchwindow 窗口手動修改 flash_burned 常量為 O，強(qiáng)迫 CPU進(jìn)入對 Flash 編程的程序段。實(shí)驗(yàn)證明，在 仿真加載方式下手動修改 flash_burned 并不影響寫入到 Flash 中的 flash_burn-ed 的值（仍為 1） ，所以，寫入 Flash 的 flash_burned 的值仍然是 l 。在系統(tǒng) Flash 加載之后， CPU就會跳過此段代碼，實(shí)現(xiàn)正確運(yùn)行。4 結(jié)論本 Flash 加載方案以 C6713 為例，稍加修改即可適用于 TMS320C6000系 列的其他 DSP器件。經(jīng)過在研制的伺服測試