基于 DSP的嵌入式系統(tǒng)通過(guò)地址映射方式實(shí)現(xiàn)片外FLASH擦寫(xiě)

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 */