作者：張偉，張?zhí)?，陳志剛，呂?/p>

1 引言

在DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常要使用片外存儲(chǔ)器擴(kuò)充系統(tǒng)存儲(chǔ)空間。特別是當(dāng)DSP的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器容量比較小時(shí)， 必須把一部分?jǐn)?shù)據(jù)，如常量、原始數(shù)據(jù)庫(kù)等存儲(chǔ)到片外的存儲(chǔ)器中，從而節(jié)省DSP芯片內(nèi)部的存儲(chǔ)器資源。在實(shí)際應(yīng)用中，片外存儲(chǔ)器通常選擇RAM或FLASH MEMORY。RAM數(shù)據(jù)掉電即丟失，不適合長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)。對(duì)于一些無(wú)需頻繁讀寫(xiě)但需要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)，如字模數(shù)據(jù)、端口地址等時(shí)，通常選擇片外FLASH作偽擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。使用片外 FLASH必須要解決對(duì)其擦寫(xiě)的問(wèn)題。

在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)片外FLASH的擦寫(xiě)有兩種方式：一是使用通用編程器對(duì)FLASH芯片進(jìn)行擦寫(xiě)；二是直接由DSP對(duì)FLASH進(jìn)行擦寫(xiě)。對(duì)于需要修改或已安裝在電路板上的FLASH芯片無(wú)法使用第一種方式，只能采用第二種方式，且便于調(diào)試。本文介紹一種利用存儲(chǔ)器映射技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)DSP片外FLASH擦寫(xiě)的方法。

DSP56F805芯片是Motorola公司在DSP56800 的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的系列DSP芯片之一。該芯片采用先進(jìn)的修正哈佛結(jié)構(gòu)，三個(gè)內(nèi)部地址總線和四個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸；采用MCU形式的指令集，尋址方式靈活；具有較強(qiáng)的片外存儲(chǔ)空間擴(kuò)展能力；功耗小，高度并行。但是該芯片的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間最大為64k，程序存儲(chǔ)空間尋址范圍是64k，內(nèi)部模式（Mode0A和Mode0B）下只有31.5k。對(duì)于一些需要復(fù)雜中文圖形用戶界面的 DSP系統(tǒng)來(lái)說(shuō)芯片存儲(chǔ)資源顯得不夠，必須對(duì)芯片存儲(chǔ)空間進(jìn)行擴(kuò)展。考慮到具體要求，本文使用片外FLASH來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，將DSP系統(tǒng)的中文圖形用戶界面中用到的所有字模數(shù)據(jù)和頁(yè)面內(nèi)容數(shù)據(jù)存放到片外FLASH中，大大節(jié)省了片內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間。

CodeWarrior IDE是由Metrowerks公司專為Motorola的DSP56800系列設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。該平臺(tái)具有簡(jiǎn)單明了的圖形用戶界面和豐富的軟件開(kāi)發(fā)工具，適合于開(kāi)發(fā)基于DSP56800系列的應(yīng)用程序、插件程序等各種程序代碼。在CodeWarrior環(huán)境中，用戶可以通過(guò)修改.cmd文件來(lái)配置存儲(chǔ)器分配方式，還可以通過(guò)修改startup文件夾中的初始化程序來(lái)控制系統(tǒng)的初始化操作。用戶編譯并鏈接后，將生成.elf文件，在文件中可以看到存儲(chǔ)器的詳細(xì)分配情況。當(dāng)用戶將程序下載到DSP芯片后，可以使用CodeWarrior的調(diào)試器對(duì)程序進(jìn)行全面的調(diào)試，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行等；也可以使用 Watch Memory指令來(lái)檢查存儲(chǔ)器中的各地址段的值，還可以使用Save/Load Memory指令來(lái)保存或是載入某段存儲(chǔ)器的值。

2 方法介紹

首先利用GPIOD0口生成合適的片外FLASH和片內(nèi)XRAM片選信號(hào)，實(shí)現(xiàn)片內(nèi)XRAM和片外FLASH的訪問(wèn)切換。例如當(dāng)GPIOD0 =0時(shí)，0x8000～0xFFFF映射到片內(nèi)XRAM，此時(shí)對(duì)于整個(gè)0x0000～0xFFFF地址范圍的讀寫(xiě)操作就是對(duì)于片內(nèi) XRAM的操作；當(dāng)GPIOD0=1時(shí)，0x8000～0xFFFF地址范圍映射到數(shù)據(jù)FLASH，則對(duì)0x8000～0xFFFF 地址范圍的讀寫(xiě)操作就是對(duì)于片外FLASH的操作；對(duì)0x0000～0x7FFF地址范圍的讀寫(xiě)仍是針對(duì)片內(nèi) XRAM的操作，從而將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間擴(kuò)展了32k。

再將映射方式設(shè)置為片內(nèi)，將需要寫(xiě)到FLASH中的數(shù)據(jù)文件載入片內(nèi)XRAM。最后根據(jù)需要設(shè)置GPIO端口值，切換地址映射的存儲(chǔ)器。這樣通過(guò)地址映射的方法，便可實(shí)現(xiàn)將XRAM中數(shù)據(jù)寫(xiě)入片外FLASH的操作，而對(duì)于DSP芯片來(lái)說(shuō)只是進(jìn)行了其XRAM尋址空間內(nèi)部的數(shù)據(jù)搬移操作。

假設(shè)要將一組二維數(shù)組character［180］［32］形式的字模數(shù)據(jù)保存入片外數(shù)據(jù)FLASH的0x8000～0xA000地址段中，先做以下準(zhǔn)備工作：

①用一個(gè)GPIO端口，擴(kuò)展系統(tǒng)的可尋址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間；②編寫(xiě)FLASH擦寫(xiě)程序，程序流程如圖1所示。

#define N 100 /* 由于FLASH與RAM的讀寫(xiě)速度不同，所以需要在每項(xiàng)操作后加入若干個(gè)延遲以保證正確性，延遲的具體長(zhǎng)短可以根據(jù)具體情況作調(diào)整 */

void main（）

{

unsigned int i，code;

unsigned int *code_addr;

unsigned int *flash_addr;

*GPIO_D_DR=0x0002; /*映射方式設(shè)置為映射到片外數(shù)據(jù)FLASH*/

delay（N）;

GPIOD_setup（）; /*GPIOD設(shè)置*/

delay（N）;

erase_flash（）; /*如FLASH上原有數(shù)據(jù)無(wú)需保留，則全部擦除，如部分據(jù)需保留，也可部分擦除*/

*GPIO_D_DR=0x0000; /*映射方式設(shè)置為映射到片內(nèi)XRAM*/ delay（N）;

flash_addr=（unsigned int *） FLASH_ADDR;

code_addr=（unsigned int *）CODE_ADDR; /*設(shè)置XRAM的存儲(chǔ)起始地址和數(shù)據(jù)FLASH擦寫(xiě)起始地址*/

/*循環(huán)擦寫(xiě)*/

for（i=0;i{

*GPIO_D_DR=0x0000;

delay（N）;

code=*（code_addr++）; /*保存XRAM中數(shù)據(jù)到變量code*/

delay（N）;

*GPIO_D_DR=0x0002;

delay（N）;

pre_write_flash（）; /* 寫(xiě)FLASH前的預(yù)處理，向FLASH內(nèi)寫(xiě)入相應(yīng)命令字，根據(jù)所選用 FLASH的不同預(yù)處理操作也有所不同*/

delay（N）;

*（flash_addr++）=code; /*寫(xiě)數(shù)據(jù)到FLASH中*/

delay（N）;

}

}

擦寫(xiě)步驟如下：

① 將character［180］［32］設(shè)置為全局變量。

② 將程序編譯下載到DSP芯片中，打開(kāi)工程目錄中output文件夾中的.elf文件，找到character 數(shù)組在XRAM中存放的起始地址和長(zhǎng)度。用戶可以使用Watch Memory命令察看該段地址的數(shù)據(jù)值。

③ 使用Save Memory命令將XRAM中對(duì)應(yīng)于character數(shù)組的地址段的數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式保存在計(jì)算機(jī)上。通過(guò)UltraEdit將其打開(kāi)，檢看數(shù)據(jù)保存是否正確。

④ 打開(kāi)FLASH擦寫(xiě)程序，修改數(shù)據(jù)在片內(nèi)XRAM中存儲(chǔ)的起始地址和FLASH的擦寫(xiě)起始地址與數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。編譯下載后，單步執(zhí)行，執(zhí)行到擦除完FLASH，并將地址映射方式置為映射到片內(nèi)XRAM處，使用Load Memory指令將char數(shù)據(jù)文件載入到片內(nèi)XRAM的相應(yīng)存儲(chǔ)地址段中，再接著全速運(yùn)行程序，幾十秒之后程序執(zhí)行完畢，數(shù)據(jù)便寫(xiě)到片外FLASH的相應(yīng)地址中。

⑤ 再次打開(kāi)FLASH擦寫(xiě)程序，單步執(zhí)行到映射方式置為片外FLASH處停止，使用Save Memory命令保存FLASH中剛寫(xiě)入的地址段的數(shù)據(jù)值。接著使用UltraEdit的比較文件命令比較前兩次保存的數(shù)據(jù)，如完全相同就表明character字模數(shù)組已經(jīng)正確的寫(xiě)到片外FLASH中。

將數(shù)據(jù)擦寫(xiě)入片外數(shù)據(jù)FLASH后，就可以在用戶程序中對(duì)該數(shù)據(jù)加以調(diào)用。在調(diào)用的時(shí)候要先將映射方式設(shè)置為映射到片外FLASH，然后再取數(shù)據(jù)。如下所示，取出FLASH中0x6000地址上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)：

#define FLASH_ADD （unsigned int *）0x6000

*GPIO_D_DR=0x0002; /*映射方式設(shè)置為映射到片外FLASH*/

data = *（FLASH_ADD）;

3 結(jié)論

本文介紹了一種通過(guò)地址映射方式，在基于 DSP的嵌入式系統(tǒng)中，通過(guò)DSP擦寫(xiě)片外FLASH的方法。該方法可適用于多種場(chǎng)合，針對(duì)多個(gè) FLASH芯片可使用多個(gè)GPIO端口進(jìn)行地址的擴(kuò)展，并可通過(guò)DSP實(shí)現(xiàn)對(duì)其擦寫(xiě)操作；若將部分程序放置到片外FLASH中并作相應(yīng)設(shè)置，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自舉運(yùn)行等。

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