基于单片机的Flash在系统编程方法

一个完整的嵌入式系统必须要有一个合适的存储器存放用户代码。Flash是一种非易失性存储器，而且具有电可擦写、容量大、价格便宜等特点，通常可用于在DSP系统中存放用户代码。

Flash在正常使用前要进行编程，即将用户代码写入Flash。在系统编程方法不需要其他编程设备和编程电源，只借助于仿真器，可直接通过DSP烧写程序对Flash进行编程。本文所使用的编程方法就属于在系统编程。

本文首先介绍常见的Flash编程方法。然后详细介绍本文方法的原理，以及DSP系统上电加载原理，最后给出整个实现过程并分析了Flash变成时需要注意的一些问题。

Flash编程方法

常见的Flash编程方式

Flash在正常使用前必须写入用户程序，传统上有3种编程方法：由供应商出货前把程序代码写入Flash，编程器编程和在系统编程。

第1种方法不能满足用户更改代码的需求，所以在开发阶段不宜采用。当使用编程器编程时，要求Flash固定在PCB板前必须把用户程序写入片内。因此，现在一般都优先考虑在系统编程方法，首先应确定所选的DSP是否支持在系统编程。现行的在系统编程的方法一般是先把待加载程序（用户程序）的.out文件（COFF格式）转成HEX格式，然后去掉HEX格式文件的文件头，再通过烧写程序写到Flash里去，也可以不进行COFF格式到HEX格式的转换这一步，把COFF文件作为源文件，去除文件头信息后将其写入Flash。

本文方法的编程原理

本文的实现方法比较简单，首先把用户程序映射到系统RAM，再把用户程序作为数据直接从RAM搬入Flash中。

首先在CCS上完成用户程序，生成可执行的.out文件，将该文件设为文件1进行加载；然后加载烧写程序的.out文件，将其设为文件2；最后运行文件2，通过它把文件1烧入Flash。

操作步骤非常简单，这里要说明几点，首先，2个.out文件各自独立，文件2加载后，文件1成为数据，CCS在运行时，运行的是最新加载的程序，也即文件2。其次，文件2与文件1映射到RAM中的物理空间各自独立，也就是文件2不能映射到文件1已影射的地方，如果发生重叠，文件2的内容就会覆盖原先文件1映射到该地址空间的内容，写入Flash的内容就会发生错误。再次，用户程序里包括了二次加载程序，以在自举时把用户程序从Flash还原到RAM中。

二次加载和Bootloader

要保证用户程序的正确运行，仅把程序写入Flash是不够的，必须保证上电后，程序能够从Flash中正确恢复到RAM，系统上电工作步骤如图1所示。
　  

DSP首先自检，得到程序的加载模式。在C6000中主要有2种模式，一种是主机加载模式，也即DSP从0x0000 0000开始执行程序；另一种是ROM加载模式，该模式又有8位、16位、32位几种，不同的DSP略有不同，这里选用8位ROM模式，工作时，DSP先从地址0x9000 0000开始，把0x9000 0000－0x9000 0400这1K（在C62xx中是64K）的数据搬到0x0000 0000－0x0000 0400，然后再从0x0000 0000开始执行程序，这一次加载由DSP自行完成，但是1K的程序作为用户程序显然不够，因此，这1K的程序要做成加载其，也就是手工写的Bootloader，利用它把用户程序从Flash搬入RAM。加载器搬运用户程序又是一次加载，因此把这个过程统称为二次加载。

Bootloader要完成两项功能，第一，把其他程序搬到指定的地址，第二、跳转到用户程序入口，这里要先修改ISP，再跳转到复位中断，因此在Bootloader的最后总是一条跳转指令。由于Bootloader在Flash中的位置是0x9000 0000－0x9000 0400，而Bootloader又是放在用户程序里的，因此，为了方便烧写程序把Bootloader写到该位置，这里在用户成程序的.cmd文件中把Bootloader定位在程序段的起始位置。

编程方法实现

系统配置和参数设置

TMS320DM642是TI公司的一款视频图像DSP，工作时钟最高可达到600MHz，程序存储器最大可调至272M×8位，其EMIF接口分4个空间，即CE0－CE3，Flash映射到CE1空间，其地址为0x9000 0000－0x90400000，上电时采用8位ROM加载方式。

Am29LV033C是AMD公司生产的Flash存储器，其主要特点有：3.3V单电源供电，可使内部产生高电压进行编程和擦除操作；只需向其命令寄存器写入标准的微处理器指令，具体编程、擦除操作由内部嵌入的算法实现，并且可以通过查询特定的引脚和数据线监控操作是否完成，可以对任一扇区进行读、写或擦除操作，而不影响其他部分的数据。

由于4MB的Flash ROM有22根地址线，而DM642只有20根地址线，因此加入FPGA，对Flash进行分页，这里分8页，每页512KB，每页内含8块，每块64KB。

Am29LV033C有多条内存指令，可以实现芯片ID的读取、软件复位、整片擦除、块擦除等。在这里主要介绍烧写时用到的指令，其擦写命令如表1所示，表中的XXX表示任意地址，SA为块地址，即地址线的第16位到21位，PA为烧写地址，PD为烧写数据。待烧写程序（用户程序）为USER.out，大小为2M；烧写程序为FBCT.out，大小为4K，地址分配如表2所示。