基于闪烁存储器的DSP并行引导装载方法

     TMS320VC5409 是TI公司推出的第一代的高性能、低价位、低功耗数字信号处理器（DSP）。与现在流行的TMS320C5409相比，性能提高了60%，功耗效率提高了 50%。它的应用对象大多是要求能脱机运行的内嵌式系统，如机顶盒（STB）、个人数字助理（PDA）和数字无线通信等。闪烁存储器（FLASH MEMORY）是可以在线电擦写、掉电后信息不丢失的存储器。FLASH与EPROM相比，具有更高的性能价格比，而且体积小、功耗低、擦写速度快、使用比较方便。因此，采用FLASH存储程序和固定数据是一种比较好的选择。AMD公司的Am29LV400B FLASH可以直接与DSP相接。

1 Am29LV400B的主要特点及编程方法

    Am29AL400B是AMD公司新推出的256K×16位产品，具有以下主要特点：

    （1）支持单电源操作，可分为满负荷电压供电（2.7V～3.6V）和电压范围可调节（3.0V～3.6V）和电压范围可调节（3.0V～3.6V）供电两种方式。满幅度电压供电压供电方式主要用于电池供电的应用中，而电压范围可调节供电方式直接与3.3V的高性能DSP接口，简化了系统的电源要求。

    （2）最快的存取速度高达55ns，CMOS工艺，具有100000次写入/擦写寿命。

    （3）低功耗（200nA的自动休眠电流，200nA的待命电流，7mA的读电流，15mA的编程/擦除电流）。

    （4）灵活的块结构支持整片擦除、块擦除。整片分为11个块（1块8K字、2块4K字、1块16K字、7块32K字）。

    （5）块保护功能，具有防止对任何区段进行编程或擦除的硬件保护机制。

    （6）与JEDEC标准兼容，引脚分布和命令集与单电源FLASH相兼容，具有优越的防止意外编程的保护功能。

    （7）数据查询位和数据切换位，可以通过软件方法检测编程/擦除操作的状态。

    （8）Ready/Busy#管脚，可以通过硬件方法检测编程/擦除操作的状态。

    （9）具有擦除暂停/擦除恢复功能。在暂停擦除操作过程中，支持读写不处于擦除状态的块。

    （10）内嵌的擦除/编程算法能自动对整个芯片或某几个块进行擦除编程操作。

    Am29LV400B编程和擦除算法的命令定义如表1所示。

表1 Am29LV400B命令定义

    表中，RA为要读的存储器地址；RD为从存储器地址RA处读出的数据；SA为要擦除的段地址；PA为要写入数据的存储器地址；PD为要在地址PA处写入的数据。根据表中的命令定久可编制FLASH的“烧写”和“擦除”程序（用C语言和汇编语言混合编程实现）。根据需要，我们编制了“烧写”单字和“烧写”多字的程序。

2 硬件电路组成

    DSP 存储区硬件接口电路如图1所示。主要由5部分组成：DSP处理器-TMS320VC5409、系统逻辑控制电路（采用CPLD-EPM7128实现）、闪存FLASH-Am29LV400B（256K字的FLASH用来存储应用程序和初始化数据）、程序存储器SRAM1-IDT71V416S12PH（容量为256K字）、数据存储器SRAM2-IDT71V016S12PH（容量为64K字）。逻辑控制电路主要由3个模块组成：FLASH页选控制模块、读/写控制模块、程序空间/数据空间/FLASH切换控制模块。图中，CPLD的输出FMSEL为FLASH的片选脚；PMSEL为程序空间的片选脚； DMSEL为数据空间的片选脚。

    FLASH分为8页，每页32K，通过CPLD中的FLASH页选控制模块（Page0～Paeg2）实现FLASH翻页功能。为实现FLASH引导装载，FLASH物理空间的前32K映射到TMS320VC5409的数据空间0x8000h～0xFFFFh上，即TMS320VC5409的数据空间 0x8000h～0xFFFFh为FLASH的前32K空间。为了重点说明FLASH的引导装载过程，本文只谈及DSP片内程序存储空间以及FLASH前 32K字的使用情况。

3 TMS320VC5409 DSP的引导装载方式

    TMS320VC5409芯片具有两种引导方式：片内引导方式和片外执行方式。片内引导方式就是利用片内ROM中的引导程序将程序从外部加载到程序存储器中运行。由于FLASH的速度较低，难以与DSP相匹配，因此，本文采用片内引导方式。

    TMS320VC5409 片内掩模ROM中固化的引导装载（Bootloader）程序用于在上电复位时把用户程序从外部引导到高速RAM中，以保证其全速运行。 TMS320VC4509提供的片内引导方法有：有机口HPI方法、8位或16位并行EPROM方法、8位或16位并行I/O方法和8位或16位串行口方法等。TMS320VC5409片内引导装载源程序可以在TI网络下载得到，读者可以自行分析。下面通过图2所示的引导过程框图，阐述一下本文选用的并行引导方式过程。