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DSP外部FLASH在线编程与引导技术解析
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2017-11-03
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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。
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。
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