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基于JTAG的DSP外部FLASH在线编程与引导技术

时间:01-22 来源:作者:刘德生 李杰 点击:
在以DSP为核心的数字信号处理系统中,通常将可执行代码存放在非易失性存储器,在系统加电或复位时通过DSP的引导加载(Boot Loader)机制将该转换到高速存储器中执行。AD公司出品的ADSP SHARC系列DSP内部的非易失性存储器因其资源有限,必须在外部加以扩展。FLASH存储器具有容量大、单电源供电和可在线编程的特点,是一种非常理想的存储器。

  若采用烧录器对FLASH存储器进行编程,则在修改程序时必须拔插器件,而某些表贴封装(如PLCC封装和TSOP封装)的器件又需要专用的转接插座,这使得程序的调试和参数的修改非常繁琐,而且容易对器件造成物理损伤。采用在线编程的方式对FLASH存储器进行操作,可以克服上述问题,为调试者提供了极大的方便。本文以ADSP-21065L外部扩展的FLASH存储器AT29LV020为对象,在Visual DSP++3.5环境中通过JTAG仿真器运行一段程序,将可引导代码在线烧录到FLASH中,并实现系统的引导。

  1 在线编程与引导系统

  本系统以ADSP-21065L及外部的FLASH存储器AT29LV020为核心,由DSP控制FLASH存储器的擦除和读写。

  AT29LV020是用单电源3.3V供电的低功耗FLASH存储器,容量是MB(256K×8),8位数据总线,18位地址总线。该芯片以扇区(SECTOR)为基本的编程单元,共有1024个扇区,每个扇区包含256个字节。芯片的存储空间中包含两个引导区,分别是最低8K(0x00000~0x01FFF)和最高8位(0x3E000~0x3FFFF)的引导区。

  系统引导时,DSP将FLASH作为普通的外部数据存储器,通过DMA方式访问。ADSP-21065L的外部地址空间为0x00020000~0x03FFFFFF。FLASH的物理地址(ADD)对于DSP来说就是(0x0002000+ADD)。整片AT239LV020占据ADSP-21065L的外部地址空间范围为0x00020000~0x0005FFFF,这段空间属于Bank0。访问该段空间时,DSP引脚MS0有效。引导时,DSP引脚BMS有效。所以,使用MS0和BMS的组合作为FLASH的片选信号。DSP与FLASH的连接如图1所示。

  2 DSP可引导文件的创建

  在线编程的过程如下:

  (1) 创建一个适合FLASH存储器的引导程序文件A;

  (2) 在Visual DSP++3.5环境中编写一个FLASH的操作程序,创建一个可执行的".DXE"文件B;

  (3) 通过基于JTAG的Emulator将B下载到DSP中执行,将A文件写入FLASH中。

  下面介绍如何在Visual DSP++3.5的开发环境中有建一个可以引导的文件。该文件就是通过JTAG写入FLASH中的目标文件。具体步骤如下:

  (1) 创建一个将要写入FLASH的源程序,在Visual DSP++环境中直接通过Emulator下载到DSP中执行,验证程序的正确性。

  (2) 打开菜单Droject→Project Ontions…, 在Project标签的页面里,选择Type为Loader File;在Load标签的页面里,选择Boot Mode为Prom,选择Boot Format为ASCII, 并为将要创建的.LDR文件指定名称。

  (3) 重新编译工程,在工程目录中得 到一个载入文件*.LDR。

   至此,一个可引导的文件就创建成功了。文件文件的格式如下:

  该文件有n行,每行为一个双字节的16进制数。考虑到FLASH的数据总线是8位,在写入之前,必须将每行分成两个单字节的16进制数。

  3 FLASH在线编程的实现

  3.1 FLASH扇区编程的实现


  AT29LV020的操作包括扇区编程、整片擦除、读芯片ID、退出读芯片ID、引导区加锁等,这里关心的主要是扇区编程。

  扇区是AT29LV020编程的最小操作单位,每次编程操作时,目标扇区的256个字节同时进行。在DSP的写指令字序列的作用下,同一个扇区的256个字节被写入FLASH内部的缓冲区,然后FLASH自动启动编程操作。DSP向缓冲区写入同一个扇区的数据时,数据的写入顺序是任意的,但是相邻的写信号间隔不能大于150μs,否则将被视为写入操作完成,编程过程立刻启动,而扇区内没有写入内容的地址将全部编程的为FF。完成一个扇区的编程最多只需要20ms。编程过程启动后首先会自动擦除需要编程的扇区,所以在编程前并不需要对扇区进行单独的擦除操作。

  为了防止FLASH中的内容被误操作或者其它操作修改,FLASH默认为写保护状态。每次对扇区进行编程前必须写入一个命令序列,才可以向FLASH的缓冲区写入数据,进而启动编程。编程结束后,FLASH自动恢复到写保护状态。

  一个扇区编程是否结束,可以通过以下三种方法判断:

  (1) 反复读最后写入的地址的内容,如果编程没有结束,读到数据的最高位与最后写入的数据的最高位始终互为补码;编程结束后,读取的数据与最后写入的数据的最高位始终互为补码;编程结束后,读到的数据与最后写入的数据相等。

  (2) 反复读任意某个地址的内容,如果编程没有结束, 每次读操作都会导致次高位发生跳变;编程结束后,读到的结果就是写入该地址的实际数据。

  (3) 写完一个扇区后延时20ms,作为扇区编程结束的依据。

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