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摘要

以TMS320VC5402為例，探討一種綜合運(yùn)用C語言、數(shù)據(jù)文件及GEL語言的Flash編程新方法。該方法完全采用C語言編寫燒寫程序，解決了指針不能訪問高端Flash的問題；把引導(dǎo)表作成數(shù)據(jù)文件，可實(shí)現(xiàn)大引導(dǎo)表的分批次加載；通過GEL程序控制C程序執(zhí)行，較好地體現(xiàn)了Flash編程的流程。

關(guān)鍵詞　TMS320VC5402 Flash 引導(dǎo)表 通用擴(kuò)展語言 GEL

引 言

　　在DSP應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的后期，一般需要將用戶程序?qū)戇M(jìn)Flash等非易失性存儲(chǔ)器，以便采用并行引導(dǎo)的方法實(shí)現(xiàn)用戶程序的自舉加載。這一步驟稱為“燒寫”；針對(duì)Flash的燒寫又稱為Flash編程。以往的編程方法大多采用匯編語言編寫程序，可讀性較差，并將引導(dǎo)表的制作也放在程序中實(shí)現(xiàn)；用戶程序一變，燒寫程序就得重新編寫，不具有通用性。參考文獻(xiàn)[1]采用C語言完成Flash讀寫，較清晰地體現(xiàn)了Flash編程的思想，但是它采用指針訪問Flash空間，不能對(duì)高端Flash(64 K 字存儲(chǔ)空間以外)進(jìn)行訪問，且將引導(dǎo)表作成數(shù)組的方法仍顯機(jī)械。

　　這里提出的Flash編程方法完全采用C語言編寫燒寫程序，運(yùn)用函數(shù)地址訪問高端Flash，借助數(shù)據(jù)文件將引導(dǎo)表加載到數(shù)據(jù)空間。GEL(General Extension Lan—guage，通用擴(kuò)展語言)作為一種程序擴(kuò)展語言，被廣泛用于調(diào)試及程序運(yùn)行環(huán)境的定制。這里將GEL語言運(yùn)用于Flash編程，可以控制C程序在數(shù)據(jù)加載完成后執(zhí)行燒寫過程，從而實(shí)現(xiàn)大引導(dǎo)表的燒寫。

1 DSP開發(fā)板及Flash存儲(chǔ)器

　　筆者使用的DSP開發(fā)板上有1片TMS320VC5402通用DSP芯片、1片SST39VF4O0A存儲(chǔ)芯片(Flash)、鍵盤和液晶顯示器等。其中Flash容量為256 K字(1字一16位)，組織為128個(gè)扇區(qū)或8個(gè)塊。為充分發(fā)揮Flash容量大的特點(diǎn)，本系統(tǒng)在硬件上將Flash空間的映射設(shè)計(jì)為：在上電自舉過程中，F(xiàn)lash空間的Ox04000～0X0FFFF映射到數(shù)據(jù)空間的Ox4000～0xFFFF；上電自舉完成后，整個(gè)Flash空間0x00000～0x3FFFF映射到程序空間的0x80000~0xBFFFF，即映射到了TMS320VC5402的擴(kuò)展程序空間，處于高地址，因此稱為“高端Flash”。由此可知，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)時(shí)，F(xiàn)lash總是表現(xiàn)為高端Flash。

2 Flash編程流程

　　用戶程序一般以可執(zhí)行COFF(公共目標(biāo)文件格式)文件格式存在(后綴名為．out)，F(xiàn)lash編程所要完成的就是將此可執(zhí)行文件轉(zhuǎn)換成特定的ASCII碼引導(dǎo)表的格式，并按此格式順序?qū)戇M(jìn)Flash。Flash編程流程如圖1所示。下面僅以一個(gè)動(dòng)畫顯示程序qq．out為例，介紹如何將其燒寫進(jìn)Flash。

2．1 生成引導(dǎo)表

　　通過Hex轉(zhuǎn)換工具，將用戶程序qq．out文件轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制形式的ASCII碼流文件(ASCII—Hex格式文
件∞ )qq．a(chǎn)sc。首先編寫一個(gè)convert．cmd命令文件。部分內(nèi)容如下：

qq．out

— a 　　　　　／*轉(zhuǎn)換成ASCII—Hex格式文件*／

一map qq．mxp ／*包含引導(dǎo)表的長度等信息*／

一O qq．a(chǎn)SC ?。?轉(zhuǎn)換成qq．a(chǎn)sc*／

　　執(zhí)行命令行“hex500 convert．cmd”將產(chǎn)生qq．mxp和qq．a(chǎn)sc文件。其中qq．mxp文件有這樣的信息：“CONT—ENTS：00000000?0000433b”。表示qq．a(chǎn)sc中的引導(dǎo)表長度為0x433C字，內(nèi)容大致為：“1O AA 7F FF 00 02 0000? ”。

2．2 轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)文件

　　編程將ASCII—Hex格式文件qq．a(chǎn)sc轉(zhuǎn)換成CCS(Code Composer Studio，代碼集成開發(fā)環(huán)境)支持的數(shù)據(jù)文件(后綴名為．dat)。例中的引導(dǎo)表已屬較大的表，這里將其轉(zhuǎn)換為兩個(gè)數(shù)據(jù)文件qq_dat1．dat和qq—dat2．dat，以在同一緩沖區(qū)分兩次裝載，避免因緩沖區(qū)太小而容納不了引導(dǎo)表的情況發(fā)生。

　　CCS支持的數(shù)據(jù)文件的第一行為文件頭信息，格式為：

　　幻數(shù)數(shù)據(jù)格式起始地址 頁類型 數(shù)據(jù)塊大小

　　其后是文件內(nèi)容，每行表示一個(gè)數(shù)據(jù)。其中幻數(shù)固定為“1651”，數(shù)據(jù)格式可以選擇“1”(十六進(jìn)制整型)、“2”(十進(jìn)制整型)、“3”(十進(jìn)制長整型)、“4”(十進(jìn)制浮點(diǎn)型)。

　　利用VC6．0編寫該轉(zhuǎn)換程序是簡單的，程序運(yùn)行后產(chǎn)生的qq—dat1．dat文件將是：“1651 1 4000 1 20000xlOAA?”。從文件頭信息可知，加載該文件可將引導(dǎo)表裝載到數(shù)據(jù)空間0x4000起始的長度為0x2000的緩沖區(qū)中。

2．3 Flash燒寫

　　利用GEL程序?qū)⒁龑?dǎo)表形成的數(shù)據(jù)文件qq—dat1．dat和qq_dat2．dat逐次裝載到數(shù)據(jù)空間，調(diào)用C程序執(zhí)行燒寫過程。

　　由于Flash空間映射到TMS320VC5402程序空間的Ox8OOOO～OxBFFFF，故實(shí)際編寫程序時(shí)使用的Flash空間的地址均需偏移0x80000。例如，F(xiàn)lash空間的0x5555地址單元實(shí)際上為0x85555。

　　正如前面所介紹的，雖然高端Flash囊括了整個(gè)Flash空間，但是對(duì)于C54x系列芯片，其C語言指針的寬度為16位，只能訪問64 K字范圍(0x0000~0xFFFF)之內(nèi)的存儲(chǔ)空間，而不能訪問高端Flash(Ox80000～OxBFFFF)。

　　參考文獻(xiàn)[3]討論了用C語言指針不能訪問C54x系列DSP擴(kuò)展程序空間的問題，提出了用函數(shù)名代替指針來訪問擴(kuò)展程序空間的方法，并給出了可供C程序調(diào)用的pfunc ext．1ib庫。這一方法本質(zhì)上是將函數(shù)名代表的程序空間地址(20位)傳送到4o位的累加器，進(jìn)行累加器尋址，因此使用該庫恰好可以解決指針不能訪問高端Flash的問題。庫中以下兩個(gè)函數(shù)是有用的：

int PFUNC_ wordRead(PFUNC addrProg)；
／／讀取(擴(kuò)展)程序空間地址addrProg處的一個(gè)字
void PFUNC— wordWrite(PFUNC addrProg，int wData)；
／／將字wData寫到(擴(kuò)展)程序空間地址addrProg處

　　為應(yīng)用pfunc_ext．1ib庫，需定義一些函數(shù)，并在命令文件中為這些函數(shù)所在的自定義代碼段分配段地址，以使這些函數(shù)的函數(shù)名指向Flash特定的地址單元。例如，可以編寫一個(gè)C程序源文件，定義一個(gè)空函數(shù)FLASH一5555以指向0x85555：

#pragma CODE—SECTION(FLASH一5555，”bigpointer”)
void FLASH一5555(void){)

　　Flash的其他地址可依此方法得到，pfunc—ext．1ib庫的具體說明見參考文獻(xiàn)E3-1。下面應(yīng)用pfuncext．1ib庫編寫了Flash擦除和編程的3個(gè)基本函數(shù)flash—erase()、flash_word_write()、flashserial—write()，分別完成Flash擦除、字編程和連續(xù)編程。其中連續(xù)編程只是循環(huán)調(diào)用了字編程函數(shù)。擦除和字編程的流程分別如圖2和圖3所示。擦除函數(shù)的代碼如下：

／／實(shí)現(xiàn)片擦除、塊擦除或扇區(qū)擦除，type定義擦除方式，addr給出扇區(qū)起始地址或塊起始地址

unsigned int flash_ erase(PFUNC addr，unsigned type){

／／執(zhí)行SST39VF4OOA的擦除命令序列

PFUNC wordWrke(FLASH 5555。FLASH CMD1)；

／／OxAA一>*(0x85555)

...

PFUNC_wordWrite(addr，type)； ／／擦除類型命令

...

}

　　有了這些基本函數(shù)，就可以在主函數(shù)中完成Flash的燒寫。下面的主函數(shù)實(shí)現(xiàn)將引導(dǎo)表燒寫進(jìn)Flash。

void main(){

　　...

       asm(”erase：”)； ／／擦除0x80000~0x97FFF，塊擦除

       for(i= 0；i< 3；i+ + )

       flag=flash_erase((PFUNC)i，F(xiàn)LASH—BLOCK—ERASE)；

       asm(”programl：”)； ／／連續(xù)編程

       flag— flash— serial— write(FLASH—BASE，MEM —BASE，USercode_length1)； ／／FLASH—BASE指向0x84000

       asm(”program2：”)； ／／連續(xù)編程

       ...

       asm(”program bootaddr：”)； ／／字編程

       flag=flash_ write— word(FLASH—FFFF，0x4000)；

}

　　例中采用了塊擦除的方式。MEM—BASE是多次加載引導(dǎo)表的緩沖區(qū)起始地址，為與數(shù)據(jù)文件qq—dat1．dat中文件頭對(duì)應(yīng)，應(yīng)保證MEM—BASE指向0x4000。其方法類似于上述函數(shù)名的地址分配(使用#pragma DATA—SECTION偽指令)。最后完成字編程，使Bootloader上電時(shí)得以在數(shù)據(jù)空間的0xFFFF處讀取引導(dǎo)表在數(shù)據(jù)空間的起始地址，例中為0x4000。為使主函數(shù)正確執(zhí)行，需借GEL語言的運(yùn)行調(diào)試功能，由此設(shè)計(jì)的GEL程序真正體現(xiàn)了Flash燒寫的流程。GEL程序流程如圖4所示，部分代碼如下：

menuitem ”PROGRAMMING”；

hotmenu FlashFiring()

{

　　GEL_Load(”ProgramFlash．out”)；

       ...

　　if(flag){

　　GEL_Load(”qq_dat1．dat”)；

       GEL Go(program1)；／／執(zhí)行連續(xù)編程

        ...

       GEL_Load(”qq_dat2．dat”)；／／an載數(shù)據(jù)文件

       GEL— Go(program2)；／／執(zhí)行連續(xù)編程

       }
}

　　GEL程序在C程序每次執(zhí)行前設(shè)定正確的環(huán)境變量并初始化緩沖區(qū)。例如，數(shù)據(jù)文件的長度usercode—length1就是需要根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)文件長度進(jìn)行設(shè)定的環(huán)境變量；而在進(jìn)行連續(xù)編程之前，需要GEL程序重新加載M EM _ BASE緩沖區(qū)。

3 運(yùn)行結(jié)果

　　在CCS環(huán)境下選擇File／Load GEL，裝載以上GEL程序，選擇GEL／PROGRAMMING／FlashFiring，即可實(shí)現(xiàn)Flash燒寫。拔掉仿真器，給系統(tǒng)重新上電，可以看到液晶顯示器上QQ企鵝的動(dòng)畫。

4 結(jié) 論

　　通過函數(shù)地址可以進(jìn)行Flash的全空間訪問；采用C語言編寫Flash擦除和編程函數(shù)，增強(qiáng)了程序的可讀性；將引導(dǎo)表作成多個(gè)數(shù)據(jù)文件，一方面適于大引導(dǎo)表的加載，另一方面使Flash編程算法與編程數(shù)據(jù)完全分離，提高了算法的通用性；僅在GEL程序中修改參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)另一用戶程序的燒寫，體現(xiàn)了方法的靈活性。

參考文獻(xiàn)

[1]張勇．c／c++語言硬件程序設(shè)計(jì)—— 基于TMS320C5000系列DSP[M-]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003(5)：206—23O．

[2] Texas Instruments．TMS320C54x Assembly Language Tools User's Guide． SPRUF102，2002—10．

[3] David M Alter．Using C to Access Data Stored in Program Memory on the TMS320C54x DSP[R]。SPRA177A，Texas Instruments Application Report，2005—08．

[4] 北京合眾達(dá)電子技術(shù)有限公司．SEEI)_一MMI54O2用戶指
南．2004—06．