基于JTAG的DSP外部FLASH在線編程與引導技術

1、基于jtag的dsp外部flash在線編程與引導技術在以為核心的數(shù)字信號處理系統(tǒng)中，通常將可執(zhí)行代碼存放在非易失性存儲器，在系統(tǒng)加電或復位時通過dsp的引導加載（boot loader）機制將該轉換到高速存儲器中執(zhí)行。ad公司出品的adsp sharc系列dsp內部的非易失性存儲器因其資源有限，必需在外部加以擴展。flash存儲器具有容量大、單電源供電和可在線編程的特點，是一種十分抱負的存儲器。若采納燒錄器對flash存儲器舉行編程，則在修改程序時必需拔插器件，而某些表貼封裝（如c封裝和tsop封裝）的器件又需要專用的轉接插座，這使得程序的調試和參數(shù)的修改十分繁瑣，而且簡單對器件造成物理損傷。

2、采納在線編程的方式對flash存儲器舉行操作，可以克服上述問題，為調試者提供了極大的便利。本文以adsp-21065l外部擴展的flash存儲器at29lv020為對象，在visual dsp+3.5環(huán)境中通過jtag器運行一段程序，將可引導代碼在線燒錄到flash中，并實現(xiàn)系統(tǒng)的引導。1 在線編程與引導系統(tǒng)本系統(tǒng)以adsp-21065l及外部的flash存儲器at29lv020為核心，由dsp控制flash存儲器的擦除和讀寫。at29lv020是用單電源3.3v供電的低功耗flash存儲器，容量是mb（256k8），8位數(shù)據(jù)，18位地址總線。該芯片以扇區(qū)（sector）為基本的編程單元，共有

3、1024個扇區(qū)，每個扇區(qū)包含256個字節(jié)。芯片的存儲空間中包含兩個引導區(qū)，分離是最低8k（0x000000x01fff）和最高8位（0x3e0000x3ffff）的引導區(qū)。系統(tǒng)引導時，dsp將flash作為一般的外部數(shù)據(jù)存儲器，通過dma方式拜訪。adsp-21065l的外部地址空間為0x000200000x03ffffff。flash的物理地址（add）對于dsp來說就是（0x0002000+add）。整片at239lv020占領adsp-21065l的外部地址空間范圍為0x000200000x0005ffff，這段空間屬于bank0。拜訪該段空間時，dsp引腳ms0有效。引導時，dsp引腳

4、bms有效。所以，用法ms0和bms的組合作為flash的片選信號。dsp與flash的銜接1所示。2 dsp可引導文件的創(chuàng)建在線編程的過程如下：（1） 創(chuàng)建一個適合flash存儲器的引導程序文件a；（2） 在visual dsp+3.5環(huán)境中編寫一個flash的操作程序，創(chuàng)建一個可執(zhí)行的“.dxe”文件b；（3） 通過基于jtag的emulator將b下載到dsp中執(zhí)行，將a文件寫入flash中。下面介紹如何在visual dsp+3.5的開發(fā)環(huán)境中有建一個可以引導的文件。該文件就是通過jtag寫入flash中的目標文件。詳細步驟如下：（1） 創(chuàng)建一個將要寫入flash的源程序，在visua

5、l dsp+環(huán)境中挺直通過emulator下載到dsp中執(zhí)行，驗證程序的正確性。（2） 打開菜單drojectproject ontions， 在project標簽的頁面里，挑選type為loader file；在load標簽的頁面里，挑選boot mode為prom，挑選boot format為ascii， 并為將要創(chuàng)建的.ldr文件指定名稱。（3） 重新編譯工程，在工程名目中得 到一個載入文件*.ldr。至此，一個可引導的文件就創(chuàng)建勝利了。文件文件的格式如下：該文件有n行，每行為一個雙字節(jié)的16進制數(shù)?？紤]到flash的數(shù)據(jù)總線是8位，在寫入之前，必需將每行分成兩個單字節(jié)的16進制數(shù)。3

6、flash在線編程的實現(xiàn)31 flash扇區(qū)編程的實現(xiàn)at29lv020的操作包括扇區(qū)編程、整片擦除、讀芯片id、退出讀芯片id、引導區(qū)加鎖等，這里關懷的主要是扇區(qū)編程。扇區(qū)是at29lv020編程的最小操作單位，每次編程操作時，目標扇區(qū)的256個字節(jié)同時舉行。在dsp的寫命令字序列的作用下，同一個扇區(qū)的256個字節(jié)被寫入flash內部的緩沖區(qū)，然后flash自動啟動編程操作。dsp向緩沖區(qū)寫入同一個扇區(qū)的數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)的寫入挨次是隨意的，但是相鄰的寫信號間隔不能大于150s，否則將被視為寫入操作完成，編程過程立即啟動，而扇區(qū)內沒有寫入內容的地址將所有編程的為ff。完成一個扇區(qū)的編程最多只需要2

7、0ms。編程過程啟動后首先會自動擦除需要編程的扇區(qū)，所以在編程前并不需要對扇區(qū)舉行單獨的擦除操作。為了防止flash中的內容被誤操作或者其它操作修改，flash默認為寫庇護狀態(tài)。每次對扇區(qū)舉行編程前必需寫入一個指令序列，才可以向flash的緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，進而啟動編程。編程結束后，flash自動復原到寫庇護狀態(tài)。一個扇區(qū)編程是否結束，可以通過以下三種辦法推斷：（1） 反復讀最后寫入的地址的內容，假如編程沒有結束，讀到數(shù)據(jù)的最高位與最后寫入的數(shù)據(jù)的最高位始終互為補碼；編程結束后，讀取的數(shù)據(jù)與最后寫入的數(shù)據(jù)的最高位始終互為補碼；編程結束后，讀到的數(shù)據(jù)與最后寫入的數(shù)據(jù)相等。（2） 反復讀隨意某個地址

8、的內容，假如編程沒有結束， 每次讀操作都會導致次高位發(fā)生跳變；編程結束后，讀到的結果就是寫入該地址的實際數(shù)據(jù)。（3） 寫完一個扇區(qū)后延時20ms，作為扇區(qū)編程結束的依據(jù)。3.2 flash文件在線編程的實現(xiàn)考慮到at29lv020的最小編程單位為一個扇區(qū)，首先應當將待編程的文件分割為若干個256字節(jié)的編程單元，對于最后的一個單元，無論是否夠256字節(jié)，都無需理睬，照舊根據(jù)一個扇區(qū)處理。假設待編程的文件名為filename.ldr，采納編程語言編寫軟件時，用法變量定義：.var f_data=”filename.ldr”;緩沖區(qū)f_data的首址指向filename.ldr的首行，f_data的

9、每個元素都對應文件的一行。因為創(chuàng)建的引導程序文件每行數(shù)據(jù)都是16位的，包含兩個8位字節(jié)，所以必需將其分解為兩部分后分離寫入flash。軟件的流程3所示。4 測試實現(xiàn)下面是將文件寫入flash的完整程序，在實際中已經調試勝利。通過該程序將一段閃燈代碼blink.ldr寫入flash中，復位后，被寫入的代碼自動加載到dsp中執(zhí)行。在編程過程中，adsp-21065l的flag10引腳輸出周期為40ms的方波；編程結束后，flag8輸出周期為40ms的方波。/宏定義與變量初始化define f_size 1572 /文件的行數(shù)define mem_offset 0x020000 /flash的地址偏

10、移define u_mem1_a 0x025 /指令字寫入地址1define u_mem2_a 0x022aaa /指令字寫入地址2includedef21065l.h.section/dm seg_fout;.var f_data=”blink,ldr” /待寫入的代碼文件.section/dm seg_dmda;.var d_byte;.var addr;.var line_num=0; /當前扇區(qū)已寫入行數(shù).var byte_size; /待寫入代碼字節(jié)數(shù)-1.var counter=0; /延時的計數(shù)值/復位中斷.section/pm pm_rsti;nop;jump start;no

11、p;/以下是主程序.section/pm seg_pmco;start:nop;bit clr mode1 0x00001000; /屏蔽全部中斷irptl=0x0; /清除未響應中斷r0=0x0050; /設置flag10和dm(ioctl)=r0; /flag8為輸出引腳program:i0=f_data;r2=0x0; /已經寫入的字節(jié)數(shù)-1r3=f_size;r4=r3+r3;r4=r4-1;dm(byte_size)=r4;r6=dm(line_num);r7=0;comp(r6,r7); /推斷是否為新的扇區(qū)if ne jump sect_load; /不是，則挺直向flash緩沖

12、區(qū)寫入字節(jié)sect_ulock: /是，首先寫指令字序列r12=0xaa;dm(u_mem1_a)=r12;r12=0x55;dm(u_mem2_a)=r12;r12=0xa0;dm(u_mem1_a)=r12;sect_load:r0=dm(i0,1); /讀取一行數(shù)據(jù)r1=fext r0 by 0:8; /獲得低字節(jié)dm(d_byte)=r1;dm(addr)=r2;call load_byte; /向flash寫入低字節(jié)r2=r2+1;r1=fext r0 by 8:8; /獲得高字節(jié)dm(d_byte)=r1;dm(addr)=r2;call loade_byte; /向flash寫入

13、高字節(jié)r8=dm(byte_size);comp(r2,r8); /推斷文件是否所有寫完if eq jump done; /是，則結束r6=dm(line_num); /否，推斷扇區(qū)是否結束r6=r6+1;dm(line_num)=r6;r7=128;comp(r6,r7);if lt jump prog_loop; 否，繼續(xù)向該扇區(qū)寫數(shù)據(jù)sect_done: /是，等待20msnop;call wait_dq7;ustat2=dm(iostat);bit tg1 ustat2 flg10o;dm(iostat)=ustat2; /翻轉flag10r6=0;dm(line_num)=r6;r2=r2+1;jump sect_ulock; /開頭向新扇區(qū)寫數(shù)據(jù)prog_loop:r2=r2+1;jump sect_load;done: /編程結束nop;call wait_dq7;ustat2=dm(iostat);bit tg1 ustat2 flg8o; /翻轉flag8dm(iostat)=ustat2;jump done;load_byte: /寫字節(jié)子程序i4=dm(addr);m4=mem_offset;r12=dm(d_byte);dm(m4,i4)=r12;rts;nopwait_dq7: /20ms延時子程序r0=dm(co