基于DM642的FLASH分页二级引导程序设计

2010-06-22张志涛梁光明

现代电子技术 2009年22期

张志涛梁光明

摘要:TMS320DM642是一款高性能的数字媒体处理器,广泛应用于视频图像处理系统的开发中。通常DM642应用系统的程序比较大,系统自带的引导机制不足以将应用程序全部引导,而开发二级引导程序可实现将存储于FLASH中的应用程序全部引导。详细分析二级引导程序的引导过程,根据引导机制设计了二级引导程序,通过CPLD中的页地址控制寄存器对FLASH进行分页管理,并以DM642多媒体编程应用为例进行引导实验,实现正确的引导加载,表明该方法可行。提出并实现了一种大容量FLASH分页引导的二级引导程序设计方法,为开发基于DM642的多媒体系统提供新思路、新途径,具有很大的实际意义。

关键词:DM642;FLASH;二级引导程序;图像处理

中图分类号:DM642;TP311

0 引言

TMS320DM642是TI公司推出的一款高性能的数字多媒体处理器,具有二级存储器和高速缓冲器,以及超长指令字结构。其运算速度快、体积小、功耗低的优点使得它在多媒体处理领域得到了广泛的应用。

开发基于FLASH引导DM642的应用系统,在系统上电后,系统的自动引导机制将FLASH中的应用程序自动加载到片内RAM中去运行。但是,由于自动引导机制只能将片外FLASH中的1 KB代码加载到RAM中。这就要求必须开发能够将应用程序全部加载的引导程序,即二级引导程序。

1 DM642的引导方式

DM642主要有三种引导方式:

(1) 不加载。CPU直接开始执行地址0处存储器中的指令。如果该处存储器是SDRAM,CPU会先挂起,直到SDRAM初始化完成。

(2) ROM加载。位于外部CE1空间的ROM中的1 KB程序首先通过DMA/EDMA被搬入地址0处。尽管加载过程是在芯片从复位信号被释放以后才开始的,但是当芯片仍处于复位时,就开始准备上述传输了。传输完成后,CPU退出复位状态,开始执行地址0处的指令。ROM中的程序存储格式应当与芯片的端点模式一致。

(3) 主机加载。核心CPU停留在复位状态,芯片其余部分保持正常。外部主机通过主机接口初始化CPU的存储空间,包括片内配置寄存器。所有初始化工作完成后,向接口控制寄存器的DSPINT写“1”,结束引导。CPU退出复位状态后,从地址0处开始执行指令。

在基于DM642的应用系统中,主要采用ROM加载的引导方式,通过外挂FLASH芯片,将应用程序存储在FLASH中。系统断电后应用程序依然存在,使得系统能够脱机运行。并且,借助于二级引导程序,基于DM642的大规模应用程序的开发也将更加方便、灵活。

2 DM642与FLASH的连接

在本文中,DM642采用TI公司的TMS320DM642AGDK[3],FLASH采用AMD公司的AM29LV033C[4]。[JP]

TMS320DM642的工作时钟最高可以达到720 MHz,处理性能可达5 760 MIPS,其通过外部存储器接口(EMIF)访问片外存储器。EMIF接口分成四个空间,即CE0~CE3。FLASH映射到CE1空间,上电时采用8位ROM加载方式。AM29LV033C是一款4 M×8 b,3 V单电源供电的非易失存储器。

CE1[5]子空间配置成8位异步静态存储器接口连接FLASH,由于DM642的外部地址总线只有20根,所以CE1的最大寻址范围为1M×8 b。CE1只将前┮话氇寻址空间分配给FLASH,后一半空间分配给了其他资源,即最大可寻址范围是512K×8 b。为了寻址FLASH的所有空间,可对FLASH进行分页管理,将FLASH分成8页,由位于CPLD中的页地址寄存器通过PA19,PA20,PA21控制选页。DM642与FLASH的连接示意图如图1所示。

用分页技术寻址FLASH所有空间,FLASH的每一页均映射到CE1的相同地址空间(0x90000000～0x9007FFFF)。在二级引导程序进行引导的过程中,每当FLASH当前页到达页末时,通过页地址控制寄存器改变PA19,PA20,PA21的输出电平来激活下一页,完成引导过程。

在本文中,以基于DM642的视频采集、编码和传输程序为例,详细说明DM642的二级引导程序的设计过程。

3 二级引导程序

3.1 引导过程

二级引导装载程序被放置在FLASH的起始地址处,一旦DSP上电复位,二级引导程序就会通过DM642的自动加载机制加载到RAM的地址0处,且此时CPU复位,开始执行二级引导程序。二级引导程序的引导过程[6]为:首先对EMIF寄存器进行配置,包括全局控制寄存器、CEx空间控制寄存器、SDRAM控制寄存器、时序控制寄存器以及扩展控制寄存器等。然后,获取程序入口地址,接着按照数据块的格式获取┟扛霆块的字节数和目标地址,开始拷贝代码。当获取的字节数为0时,引导结束,CPU跳转到C[CD#*2]int00处,建立C语言运行环境,从main()处开始执行。引导过程如图2所示。

[BT3]3.2 二级引导程序设计

根据二级引导程序的引导过程编写二级引导程序的实现代码,二级引导程序用汇编语言[7]编写。下面是各部分的具体实现。

(1) 配置EMIF寄存器[8]。定义EMIF寄存器基地址EMIF[CD#*2]BASE = 0x01800000,定义各个寄存器的配置值为:

初始化代码:

(3) 判断是否到达页末的代码。页地址控制寄存器的地址为0x90080011。在代码拷贝的过程中,时刻判断加载指针是否指向下一页的开始,如果是,则返回到0x9000400,如果不是,则继续拷贝。实现代码如下:

4 实验结果

将二级引导程序的汇编文件加入实际工程中,并且在命令文件中为二级引导程序申请相应的内存空间后,编译、连接生成可执行文件(.out)。然后,通过hex6x转换工具[10]将可执行文件转换为CCS可加载的数据文件。

建立CCS仿真环境与DM642开发板的连接,通过CCS仿真平台,将数据文件烧写到FLASH中。

烧写完成后,断开开发板与CCS的连接,加电测试程序能够正常运行。

5 结语

本文介绍了DM642的FLASH分页引导的二级引导程序的设计方法,并给出部分实现代码。实践证明,该方法是可行的。这为基于DM642的实际应用开发提供了一个途径。

参考文献