介绍在TMS320C5410环境下对Am29LV200B Flash存储器进行程序烧写,并且实现了TMS320C5410上电后用户程序并行自举引导。
关键词 Am29LV200B Flash DSP 并行自举引导 自举表
Flash是一种可在线进行电擦写,掉电后信息不丢失的存储器。它具有低功耗、大容量、擦写速度快等特点,并且内部嵌入算法完成对芯片的操作,因而在数字信号处理系统中得到了广泛的应用。本文通过一个完整的实例,介绍Am29LV200B Flash存储器的烧写方法,实现TMS320C5410（以下简称C5410）上电后用户程序的并行自举引导。
1 Am29LV200B Flash存储器
1.1 Flash存储器简介
Am29LV200B是AMD公司生产的Flash存储器,其主要特点有：3 V单电源供电,可使内部产生高电压进行编程和擦除操作;支持JEDEC单电源Flash存储器标准;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或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,而不影响其它部分的数据。本文中128K×16位Am29LV200B Flash 映射为C5410的片外数据存储空间,地址为：0x8000~0xFFFF,数据总线16位,用于16位方式的并行引导装载。128K的Flash ROM用32K地址分四页进行访问,上电加载程序时使用Flash ROM的第3页。
1.2 Flash存储器的操作命令
向Flash存储器的特定寄存器写入地址和数据命令,就可对Flash存储器编程,但要按一定的顺序操作,否则就会导致Flash存储器复位。由于编程指令不能使“0”写为“1”,只能使“1”变为“0”,而擦除命令可使“0”变为“1”,所以正确顺序是先擦除,后编程。下面就介绍几个常用的操作命令：编程命令、擦除命令、读数据命令、复位命令。
① 编程命令。该命令向Flash的指定地址中写入数据,需要四个总线周期,前两个是解锁周期,第三个是建立编程命令,最后一个周期完成向编程地址中写入编程数据,如表1所列。
表1 编程命令
由于向每个编程地址写入数据都需要四个周期,所以在循环写Flash时使用宏比较简单。Flash ROM的首地址为0x8000,故偏移地址0x555对应物理地址就为0x8555。编程程序如下：
_WRITECOMMAND .macro pa,pd ;单一周期编程的写命
;令宏,pa是编程地址,pd是编程数据
PSHM AR1
STM pa,AR1 ;AR1指向编程地址
LD pd,A
STL A,*AR1 ;把编程数据放入AR1的编程地址中
RPT #12
NOP
POPM AR1
.endm
_WRITEFlash .macro par,pdr ;编程宏,par是编程地址寄存器,pdr是存放编程数据的寄存器
_WRITECOMMAND #8555H,#0AAH ; 周期1（解锁）
_WRITECOMMAND #82AAH,#055H ; 周期2（解锁）
_WRITECOMMAND #8555H, #0A0H ; 周期3（建立）
LD pdr, A ; 周期4（编程）
STL A, par ; 把pdr寄存器中数据放入par;寄存器的地址中
RPT #12
NOP
_JUDGE par, pdr ;检测编程是否正确,见Flash;的操作检测
.endm
_WRITECOMMAND是实现一个周期编程的写命令宏,而_WRITEFlash是完成对指定地址编程的四个完整周期。
② 擦除命令。该命令有片擦除和扇区擦除两种,都需要6个总线周期,前两个解锁周期,第三个建立周期,四、五两个解锁周期,最后是片擦除或扇区擦除周期,如表2所列。一旦执行编程或擦除命令后,就启动Flash的内部编程或擦除算法,自动完成编程或擦除操作。擦除程序如下：
表2 擦除命令
_ERASEFlash .macro ;擦除宏
_WRITECOMMAND #8555H,#0AAH ; 周期1（解锁）
_WRITECOMMAND #82AAH,#055H ; 周期2（解锁）
_WRITECOMMAND #8555H,#080H ; 周期3（建立）
_WRITECOMMAND #8555H,#0AAH ; 周期4（解锁）
_WRITECOMMAND #82AAH,#055H ; 周期5（解锁）
_WRITECOMMAND #8555H,#010H ; 周期6（片擦除）
STM #8555H,AR3
LD #010H ,A
STL A,*AR5
_JUDGE *AR3,*AR5 ;检测是擦除结束,见Flash的操作检测
.endm
③ 读数据命令。上电或内部编程、擦除操作结束后就进入读数据状态,写入要读取的地址即可读出该地址的数据。
④ 复位命令。它使存储器复位,进入读数据状态,向任何一个地址写入数据0xF0就能使Flash存储器复位。在进行编程、擦除之前,都应先复位,在编程或擦除等正常操作中出现错误时也要复位。复位程序如下：
_RESETFlash .macro
_WRITECOMMAND #8001H,#0F0H;向8001H写入0F0H使Flash复位
RPT #12
NOP
.endm
1.3 Flash的操作检测
Flash内部的编程或擦除算法可自动完成编程或擦除操作,但我们必须了解其内部的操作检测机制,以便知道操作是否完成或正确。常用检测的状态位有：跳变位（DQ6）、超时标志位（DQ5）、数据查询位（DQ7）和Ready/Busy引脚（RY/）。检测的方法有三种。第一种是判断引脚RY/的状态,在编程、擦除或擦除挂起操作过程中,RY/引脚一直为“0”,操作完成后变为“1”。 第二种是检测跳变位DQ6,在编程或擦除时对任何地址进行连续的读均引起DQ6连续跳变,直至操作结束才停止跳变。最后一种是使用数据线的DQ7、DQ5：DQ7位在编程或擦除过程中输出的数是写入该位数据的反码,当操作完成时输出才变为写入该位的数据;DQ5的状态为“1”时表示操作超时,此时应再读一次DQ7的状态,若DQ7输出仍不是写入的数据,则操作失败,复位Flash,其流程如图1所示。
图1 Flash操作检测流程
检测程序如下：
_JUDGE .macro par,pdr;检测宏程序。par是编程地址寄存器,pdr是存放编程数据的寄存器
_JUDGEBEGIN?: PSHM AR1
LD pdr,B ;获取写入的数据
AND #00FFh,B ;取被写入数据的DQ7~DQ0
LD par,A ;读被烧写地址的数据
AND #00FFh,A ;取DQ7~DQ0
STL A ,TEMP ;保存
LD A,-7,A ;读DQ7状态
XOR B,-7,A ;是否是反码？
BC _JUDGESUCCESS?,AEQ ; DQ7不是反码而是写入数据表示操作成功
BITF TEMP,#20h
BC _JUDGEBEGIN?,ntc;DQ5=1表示操作超时
LD par,A ;再读被烧写地址的数据
AND #00FFh,A
LD A,-7,A
XOR B,-7,A
BC _JUDGESUCCESS?,AEQ; DQ7不是写入数据,表示操作失败
_JUDGEERRO?
_RESETFlash ;复位Flash
_JUDGESUCCESS?
POPM AR1
.endm
2 C5410 的自举引导
脱离仿真器独立运行程序一般有两种方式：一种是上电后用户程序直接在Flash存储器中运行,这种运行速度比较慢;另一种是上电或复位后将用户程序从Flash存储器引导到高速数据存储器中运行,此方法最常用,可以较低的成本实现高速的运行。为了实现这个过程就必须运用DSP自举引导功能。
（1） 自举引导
C5410上电复位后,首先检查MP/MC状态：如果为高电平,说明DSP处于微处理器工作方式,即从外部程序存储器0FF80H地址开始执行用户程序;若为低电平,说明DSP被设置为微计算机工作方式,从片内ROM的0FF80H地址开始执行程序。0FF80H地址存放的是中断向量表,它实为一条分支转移指令（BD 0F800H）,使程序跳转至0F800H执行自举引导程序（Bootloader）。Bootloader是固化在DSP芯片内ROM中的一段程序代码,其功能是将用户程序从外部加载至片内RAM或扩展的RAM中,使其高速运行。在搬运程序之前,Bootloader首先完成初始化工作：使中断无效,内部RAM映射到程序/数据区（OVLY=1）,对程序和数据区均设置7个等待状态等。C5410有以下几种自举引导方式：主机接口HPI、并行口（8/16位）、标准串行口（MCBSP0是16位引导模式,MCBSP2是8位引导模式）以及I/O口（8/16位）自举引导方式。
，TMS320C5410烧写Flash实现并行自举引导