基于DM642的FLASH分頁二級引導程序設計

0 引 言
??? TMS320DM642是TI公司推出的一款高性能的數字多媒體處理器，具有二級存儲器和高速緩沖器，以及超長指令字結構。其運算速度快、體積小、功耗低的優點使得它在多媒體處理領域得到了廣泛的應用。開發基于FLASH引導DM642的應用系統，在系統上電后，系統的自動引導機制將FLASH中的應用程序自動加載到片內RAM中去運行。但是，由于自動引導機制只能將片外FLAH中的1 KB代碼加載到RAM中。這就要求必須開發能夠將應用程序全部加載的引導程序，即二級引導程序。

1 DM642的引導方式
??? DM642主要有三種引導方式：
??? (1)不加載。CPU直接開始執行地址0處存儲器中的指令。如果該處存儲器是SDRAM，CPU會先掛起，直到SDRAM初始化完成。
??? (2)ROM加載。位于外部CE1空間的ROM中的1 KB程序首先通過DMA／EDMA被搬入地址0處。盡管加載過程是在芯片從復位信號被釋放以后才開始的，但是當芯片仍處于復位時，就開始準備上述傳輸了。傳輸完成后，CPU退出復位狀態，開始執行地址0處的指令。ROM中的程序存儲格式應當與芯片的端點模式一致。
??? (3)主機加載。核心CPU停留在復位狀態，芯片其余部分保持正常。外部主機通過主機接口初始化CPU的存儲空間，包括片內配置寄存器。所有初始化工作完成后，向接口控制寄存器的DSPINT寫“1”，結束引導。CPU退出復位狀態后，從地址0處開始執行指令。
??? 在基于DM642的應用系統中，主要采用ROM加載的引導方式，通過外掛FLASH芯片，將應用程序存儲在FLASH中。系統斷電后應用程序依然存在，使得系統能夠脫機運行。并且，借助于二級引導程序，基于DM642的大規模應用程序的開發也將更加方便、靈活。

2 DM642與FLASH的連接
??? 在本文中，DM642采用TI公司的TMS320DM642AGDK，FLASH采用AMD公司的AM29LV033C。
??? TMS320DM642的工作時鐘最高可以達到720 MHz，處理性能可達5 760 MIPS，其通過外部存儲器接口(EMIF)訪問片外存儲器。EMIF接口分成四個空間，即CE0～CE3。FLASH映射到CE1空間，上電時采用8位ROM加載方式。AM29LV033C是一款4 M×8 b，3 V單電源供電的非易失存儲器。
??? CE1子空間配置成8位異步靜態存儲器接口連接FLASH，由于DM642的外部地址總線只有20根，所以CE1的最大尋址范圍為1M×8 b。CE1只將前一半尋址空間分配給FLASH，后一半空間分配給了其他資源，即最大可尋址范圍是512K×8 b。為了尋址FLASH的所有空間，可對FLASH進行分頁管理，將FLASH分成8頁，由位于CPLD中的頁地址寄存器通過PA19，PA20，PA21控制選頁。DM642與FLASH的連接示意圖如圖1所示。

??? 用分頁技術尋址FLASH所有空間，FLASH的每一頁均映射到CE1的相同地址空間(0x90000000～0x9007FFFF)。在二級引導程序進行引導的過程中，每當FLASH當前頁到達頁末時，通過頁地址控制寄存器改變PA19，PA20，PA21的輸出電平來激活下一頁，完成引導過程。在本文中，以基于DM642的視頻采集、編碼和傳輸程序為例，詳細說明DM642的二級引導程序的設計過程。

3 二級引導程序
3．1 引導過程
??? 二級引導裝載程序被放置在FLASH的起始地址處，一旦DSP上電復位，二級引導程序就會通過DM642的自動加載機制加載到RAM的地址0處，且此時CPU復位，開始執行二級引導程序。二級引導程序的引導過程為：首先對EMIF寄存器進行配置，包括全局控制寄存器、CEx空間控制寄存器、SDRAM控制寄存器、時序控制寄存器以及擴展控制寄存器等。然后，獲取程序入口地址，接著按照數據塊的格式獲取每個塊的字節數和目標地址，開始拷貝代碼。當獲取的字節數為0時，引導結束，CPU跳轉到C_int00處，建立C語言運行環境，從main()處開始執行。引導過程如圖2所示。

3．2 二級引導程序設計
??? 根據二級引導程序的引導過程編寫二級引導程序的實現代碼，二級引導程序用匯編語言編寫。下面是各部分的具體實現。
??? (1)配置EMIF寄存器。定義EMIF寄存器基地址EMIF BASE=0x01800000，定義各個寄存器的配置值為：

??? (2)拷貝應用程序代碼。定義引導表的地址為COPY_TABLE=0x90000400，實現代碼如下：

?? (3)判斷是否到達頁末的代碼。頁地址控制寄存器的地址為0x90080011。在代碼拷貝的過程中，時刻判斷加載指針是否指向下一頁的開始，如果是，則返回到0x9000400，如果不是，則繼續拷貝。實現代碼如下：

?

???
??? (4)執行跳轉。代碼拷貝完成后，引導結束，執行跳轉指令。代碼如下：

???
??? 另外，必須編寫相應的命令文件以配合引導程序完成引導過程。在本例中，將二級引導程序放在．boat-load段中，并在命令文件中添加如下代碼：

???

4 實驗結果
??? 將二級引導程序的匯編文件加入實際工程中，并且在命令文件中為二級引導程序申請相應的內存空間后，編譯、連接生成可執行文件(．out)。然后，通過hex6x轉換工具將可執行文件轉換為CCS可加載的數據文件。
??? 建立CCS仿真環境與DM642開發板的連接，通過CCS仿真平臺，將數據文件燒寫到FLASH中。燒寫完成后，斷開開發板與CCS的連接，加電測試程序能夠正常運行。

5 結 語
??? 本文介紹了DM642的FLASH分頁引導的二級引導程序的設計方法，并給出部分實現代碼。實踐證明，該方法是可行的。這為基于DM642的實際應用開發提供了一個途徑。