TMS320C6455 DSP基于外部FLASH自动加载的设计

ａ叶姣２０１４年第２７卷第３期　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．／Ｍａｒ．１５．２０１４　Ｓ３２０Ｃ６４５５　ＤＳＰ基于外部ＦＬＡＳＨ自动加载的设计　康康，何　萌　７１００７１）　（西安电子科技大学微电子学院，陕西西安摘　要　为实现数字信号处理器的加载，介绍了ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５的各种加栽模式，尤其是对外部ＲＯＭ的引导方式，　以及一种无需数据转换即可通过数据加载将用户程序写入Ｆｌａｓｈ的方法。以ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５为例，同时结合ＬＥＤ灯闪烁　实例验证自动加栽的可行性。　关键词ＤＳＰ；加栽模式；二次加栽；Ｆｌａｓｈ　中图分类号ＴＮ９１１．７２　文献标识码Ａ　文章编号１００７－７８２０（２０１４）０３—０８９—０２　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｂｏｏｔｌｏａｄ　ｆｏｒ　ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５　ＤＳＰ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｅｘｔｅｒｎａｌ　Ｆｌａｓｈ　ＫＡＮＧ　Ｋａｎｇ．ＨＥ　Ｍｅｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｉｅｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｅｓ，Ｘｉｄｉａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ　７１００７１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｌｏａｄ　ｍｏｄｅｓ　ｏｆ　ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５．ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｔｈｅ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ＲＯＭ　ｂｏｏｔ　ｍｏｄｅ　ｉｓ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｕｓｅｒ　ｐｒｏｇｒａｍ．ｖｉａ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｗｒｉｔｔｅｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｆｌａｓｈ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｄａｔａ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｗｉｔｈ　ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５　ａｓ　ａｌｌ　ｅｘａｍｐｌｅ．Ａｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆ　ＬＥＤ　ｌｉｇｈｔｓ　ｂｌｉｎｋｉｎｇ　ｖｅｒｉｆｉｅｓ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｌｏａｄｉｎｇ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ＤＳＰ；ｌｏａｄ　ｍｏｄｅ；ｓｅｃｏｎｄｌｙ　ｌｏａｄｉｎｇ；Ｆｌａｓｈ　数字信号处理器（ＤＳＰ）在数字信号处理中有着广　泛的应用，尤其是与ＦＰＧＡ结合的设计，增加了应用的　灵活性和可升级性，能够充分发挥其信号处理的优越　性。在设计以ＤＳＰ为处理器的信号处理模块时，ＤＳＰ的　加载方式是必须考虑的问题。本文将以ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５　为例来研究ＤＳＰ的自动加载。　ＴＭＳ３２０￣５５是ｒＩ．Ｉ推出的一款较为高端的定点型　采用。ＥＭＩＦ引导方式ＤＳＰ与外部ＲＯＭ的接口较为　自由，但需要二次加载。ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５在以上加载方　式的基础上还有主Ｉ　Ｃ、从Ｉ　Ｃ和ＳＲＩＯ引导方式。本　文主要讨论易于实现的ＥＭＩＦ加载方式。　ＤＳＰ的内部ＲＯＭ空间有限，不能将所有的用户代　码存储到内部ＲＯＭ中。因此需要通过二次搬移完成　用户程序的加载。ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５的地址空间　０ｘｌ０００００—０ｘｌ０７ＦＦＦ间集成了３２　ｋＢ的内部ＲＯＭ，　Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ是其中的一段引导代码，作用是在ＤＳＰ上电　数字信号处理器。ＴＭＳ３２０ＣＺ￣４５５的时钟频率为　１．２　ＧＨｚ，１６位定点处理能力为９　６００　ＭＭＡＣ／ｓ，采用了　Ｓｅｒｉａｌ　Ｒａｐｉｄ　ＩＯ接１３技术，这些特点决定了ＴＭＳＢ２０Ｃ６４５５　在通信、图像处理、雷达等领域得到广泛应用。　时，ＤＳＰ将一段存储在外部ＲＯＭ的用户代码（长度为　１　ｋＢ）搬移到内部的ＲＡＭ单元中执行。这种自动加载　技术不仅利用了本身有限的ＲＯＭ资源，而且充分发挥　了ＤＳＰ内部资源的利用率。　Ｃ６０００系类ＤＳＰ的主要加载方式包括无引导模　式、主机引导模式和ＥＭＩＦ总线引导模式３种。３种加　载模式各有其优越点：无引导模式仅限于存储器０地　２　外部ＲＯＭ引导　在外部ＲＯＭ引导模式下，对ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５而言，　址不是必须映射到ＲＡＭ空间的器件，否则在ＲＡＭ空　间的初始化之前ＣＰＵ会读取无效代码而导致错误；主　ＣＰＵ上电后将自动从ＣＥ３空间拷贝１　ｋＢ到ＣＰＵ的内　部ＲＡＭ并且运行。对于大多数的应用程序，１　ｋＢ大　小的代码量无法满足系统的要求，如果将代码放在外　部Ｆｌａｓｈ中运行，则又浪费了ＤＳＰ的高速性能。因此，　机引导模式则要求必须有一部外部主机控制ＤＳＰ的　初始化，这增加了系统的复杂度和成本，在设计中较少　收稿日期：２０１３－０８－２６　作者简介：康康（１９８８一），男，硕士研究生。研究方向：基　于ＤＳＰ＋ＦＰＧＡ的数据采集系统设计。Ｅ－ｍａｉｌ：８５１３７０８０１＠　ｑｑ．ｃｏｒｎ。何萌（１９９０一），女，硕士研究生。研究方向：ＩＣ设　计与验证。　当用户代码长度＞１　ｋＢ时，需要使用Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ进行　二次加载。Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ程序是一个“搬移数据”的程　序，主要功能是将用户程序从ＣＥ３的其他空间搬移到　内部ＲＡＭ供ＣＰＵ运行。ＤＳＰ的二次加载程序的加载　过程如图１所示。　ＷＷＷ．ｄｌａｎｚｉｋｅｊｉ．ｏｒｇ——　８９　康康，等：ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５　ＤＳＰ基于外部ＦＬＡＳＨ自动加载的设计　ＣＰｕ复位，加载Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ；从Ｃ　Ｅ３空间　将二次加载程序拷贝ＣＰＵ的ＲＡＭ中　ＣＰＵ启动，执行二次加载程序，将用户程序拷贝到　指定运行地址完成后跳转到程序入口＿一ｃ—ｉｎｔ００　Ｃ６４５５　ＣＥ３　ＡＯＥ　ＡＷＥ　Ｓ２９ＧＬ５ｌ２Ｎ　ＣＥ　卜、　ＯＥ　卜、　ＷＥ　ＥＡ［１９：０】　一卜、、　Ａ［２１：２】　ｃ—ｉｎｔＯ０　Ｃ运行环境初始化　ＢＡ［ｈＯ］　ｋ　Ａ［２：０】　ＥＤ［７　ｌ跳转到ｍａｉｎ０　图１　ＤＳＰ程序的二次加载过程　：０】　卜＼　ＤＱ［７：０】　图２　ＤＳＰ和Ｆｌａｓｈ的连接示意图　ＤＳＰ的ＣＰＵ复位阶段，程序指针自动指向Ｂｏｏｄｏａｄｅｒ，　调试步骤为：（１）通过ＪＴＡＧ口将编译生成的．ｏｕｔ　文件下载到ＤＳＰ内部的ＲＡＭ中，不运行，将ＲＡＭ中　这个程序将ＣＥ３空间的１　ｋＢ（对应外部Ｆｌａｓｈ中二次　加载代码）搬移到ＣＰＵ的内部ＲＡＭ中；ＣＰＵ退出复位　后正常启动，运行二次加载程序，将用户程序的部分拷　贝到ＲＡＭ中，完成数据的搬移后跳转到一Ｃ—ｉｎｔ００处，　初始化Ｃ运行环境；待ｃ运行环境初始化完成后，指　针跳转到ｍａｉｎ（）函数处。　的数据保存成．ｄａｔ文件（注意保存的长度应该不小于　用户程序的长度）。（２）进行Ｆｌａｓｈ的擦除，采用整体　擦除，擦除结束后采用循环检测ＤＱ７引脚是否置１，　置１代表完全擦除。（３）进行Ｆｌａｓｈ的烧写，将上面保　存的．ｄａｔ文件Ｌｏａｄ到ＤＳＰ的ＣＥ２地址段（注意修改　起始地址和长度），编写程序，从ＣＥ２的地址读取数　３用户程序的烧写和存储区域分配　文中重点介绍直接利用ＣＣＳ开发工具将用户程　序编译连接的．ｏｕｔ文件，通过］ＴＡＧ仿真器下载到　ＤＳＰ内部的ＲＡＭ中，只要不运行程序，此时ＲＡＭ中存　储的程序就是．ｏｕｔ文件对应的二进制格式存储的机　器码，将其另存为．ｄａｔ文件格式，则直接可以通过在　线烧写的方法完成Ｆｌａｓｈ的烧写。一定要修改工程文　件中的原链接器，命令文件中存储空间的划分和ＣＯＦＦ　据，以Ｆｌａｓｈ相应的命令字将数据写入ＣＥ３相应的地　址位（注意写入长度不能小于．ｄａｔ数据的长度），完成　Ｆｌａｓｈ的烧写。（４）重新通电，ＬＥＤ闪烁，表面ＤＳＰ完　成外部ＲＯＭ加载，实现ＤＳＰ的自启动。　６结束语　ＤＳＰ广泛应用于各种数字信息产品中，对于其加载　模式的要求也越来越高，通过Ｆｌａｓｈ存储器加载ＤＳＰ的　方法是实际应用中有效而简单的方法。本文介绍了　ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５从外部ＲＯＭ加载的模式，给出了硬件连　接方式和软件的核心代码，通过实验验证其运行良好。　参考文献　［１］Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５　Ｆｉｘｅｄ—Ｐｏｉｎｔ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＳＰＲ２７６Ｍ）［Ｍ］．Ｔｅｘａｓ　ＵＳＡ：Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，２０１２．　段属性的设置，避免烧写程序的存储空间与用户程序　相冲突，并在两个程序中留有一定的间隔用于保护程　序的相互独立性。　４二次加载程序的编写　ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５片内的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ自动载人ＣＥ３空　间的前ｌ　ｋＢ空间，在实际应用中，ＤＳＰ的应用程序一　般１　ｋＢ，因此需要加入二次引导代码。其实现的功能　是将用户程序的剩余部分拷贝到ＲＡＭ中。程序运行　的步骤为：（１）根据复制表中各段的加载和运行地址　等信息，对变量进行初始化。（２）根据信息将代码从　Ｆｌａｓｈ搬移到ＲＡＭ的相应位置。（３）将程序的指针跳　［２］Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｎｎｎｅｎｔｓ．　ｓ３２０Ｇ６４５ｘ／Ｇ６４７ｘ　ＤＳＰ　Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ　Ｕｓｅｒ＇ｓ　Ｇｕｉｄｅ（ＳＰＲＵＥＣ６Ｇ）［Ｍ］．Ｔｅｘａｓ　ＵＳＡ：Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　Ｃｏｔ－　ｐｏｒａｔｉｏｎ，２０１１．　［３］Ｓｐａｎｓｉｏｎ．Ｓ２９ＧＬｘｘｘＮ　ＭｉｒｒｏｒＢｉｔ　Ｆａｍｉｌｙ［Ｍ］．Ｔｅｘａｓ　ＵＳＡ：　Ｓｐａｎｓｉｏｎ，２００４．　［４］　卫菊红．基于ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５　ＤＳＰ自动加载及Ｆｌａｓｈ烧写　转到Ｃ程序人口函数＿ｃ—ｉｎｔＯ０处。　程序的设计［Ｊ］．现代计算机，２０１１（２６）：７１—７４，７７．　【５］　吴海洲，刘恒甫．基于ＴＭ５３２０Ｃ６４５５的ＤＳＰ的加载模式　５　Ｆｌａｓｈ的烧写　Ｆｌｄｓｈ的烧写以一个ＧＰＩＯ口的ＬＥＤ闪烁的程序　为例。设计采用的Ｆｌａｓｈ型号为Ｓ２９ＧＬ５１２Ｎ，其接法　如图２所示。　研究［Ｊ］．电子测量技术，２００８，３１（６）：１５５—１６１．　［６］徐家刚，徐瑞荣．基于ＴＭＳ３２０Ｃ６４５５的Ｆｌａｓｈ加载模式　［Ｊ］．舰船电子对抗，２０１０（３）：８０—８３．　［７］　孙秋生，陈尚峰．基于ＣＣＳ的ＤＳＰ片外Ｆｌａｓｈ直接烧写设　计［Ｊ］．电子设计工程，２００９（１）：９３—９５．　Ｉ／ｖｗｗ．ｄｉｏｎｚｉｋｅｊｉ．ｏｒｇ