高密度SPI EEPROM――SA25C020的DSP引導(dǎo)

引 言
DSP的引導(dǎo)是涉及DSP獨(dú)立工作的關(guān)鍵性問題，通常采用的方法是由Flash等器件引導(dǎo)的，但是相對Flash的占用空間大、扇區(qū)擦除的難度和時延來說，SPI EEPROM不失為一個好的選擇。傳統(tǒng)EEPROM的容量太小，無法充分利用DSP的程序空間。
SA25C020的2Mb SPI EEPROM是以色列的SaifunSemiconductor公司于2005年推出的高密度EEPROM產(chǎn)品，是業(yè)界首個結(jié)合小型SO8封裝、低功耗和高性能特點(diǎn)的器件，專為需要高耐用性和低功耗的應(yīng)用而設(shè)計(jì)和測試，針對持續(xù)可靠的非揮發(fā)性存儲方案。它的價(jià)位接近閃存(Flash)，加上其節(jié)省空間的封裝形式，使得它成為DSP引導(dǎo)的一個新的選擇。TI公司的TMS320VC5509A是一款集成了A／D、USB接口等的便攜式DSP。最重要的是它支持24位的SPI EEPROM引導(dǎo)。這兩款芯片的結(jié)合，易于形成空間小、功耗低的便攜式解決方案，有助于新的小型化、低功耗應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，如硬盤、光盤(包括DVD)、機(jī)頂盒、打印機(jī)、游戲卡以及無線產(chǎn)品。

1 引導(dǎo)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
DSP引導(dǎo)系統(tǒng)硬件配置框圖如圖1所示。其中TMS320VC5509A有兩種封裝形式，此處采用PGE3形式。一個可以獨(dú)立運(yùn)行的DSP系統(tǒng)必須包括：

◇DSP芯片；
◇電源、時鐘以及必要的初始化外圍設(shè)置；
◇用于引導(dǎo)的非易失性的程序存儲器，如本設(shè)計(jì)中采用的SA25C020；
◇JTAG接口用于外部下載程序。

2 引導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)
引導(dǎo)主要步驟如下：
①利用CCStudi02．O建立應(yīng)用程序，并產(chǎn)生*．out文件；
②建立引導(dǎo)表，生成相關(guān)文件；
③將引導(dǎo)表轉(zhuǎn)換為DSP可以加載的數(shù)據(jù)格式，生成*．dat文件；
④利用CCStudi02．O建立EEPROM燒寫程序，將引導(dǎo)表寫到EEPROM中。
2．1 引導(dǎo)程序制作
制作一個被加載的工程xf。程序的功能是使DSP的XF腳接的LED閃爍。主要調(diào)用程序如下：

編譯工程，在工程文件xf／Debug文件夾中生成xf．out文件。
2．2 引導(dǎo)表(boot table)制作
構(gòu)造引導(dǎo)表的方法有兩種：一種是使用hex conversion utmty；另外一種是根據(jù)boot table的結(jié)構(gòu)自己在SPIEEPROM燒寫程序中進(jìn)行構(gòu)造。對于第2種，需要構(gòu)造者充分掌握引導(dǎo)表的構(gòu)造(詳情請見參考文獻(xiàn)[1]，第17頁)。這里僅說明使用hex converslon utility制作引導(dǎo)表的方法。下面闡述制作引導(dǎo)表所需要的環(huán)境和操作。
2.2.1 hex conversion utility數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具
hex conversion utllity是TI公司CCS中本身帶有的一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具。它有幾個版本。對于C54xx使用的hex500．exe，其絕對位置在＼ti＼c5400＼cgtools＼bin＼hex500．exe；對于C55xx使用的hex55．exe，其位置一般在＼ti＼c5500＼cgtools＼bin＼hex55．exe。使用hex conversion utility工具還需要以下文件：
①*．out文件，是CCS編譯好的要存入EEPROM的DSP可執(zhí)行文件。這個文件對于bex conversion utility是數(shù)據(jù)源文件。
②*．cmd文件，用來填寫hex conversion utility工具執(zhí)行時的命令參數(shù)的文件。這些命令參數(shù)也可以在命令
執(zhí)行時寫在命令的后面，而不采用*．cmd文件。
③輸出文件是hex conversion utility生成的文件，可以是多種文件格式，在*．cmd文件的-o參數(shù)中設(shè)置，如ASCII-Hex、Intel、Motorola-Sl／S2／S3、TI-Tagged、Tektronix等。這里選用輸出文件為Intel格式。
2.2.2 制作過程
在2．1節(jié)中已經(jīng)制作好了xf．out文件。下面建立xf．cmd文件，內(nèi)容如下：

編寫好xf．cmd文件后，將hex55．exe、xf．out、xf．cmd放在同一個目錄下。進(jìn)入命令行并且到上述3個文件所在的目錄下，執(zhí)行命令“hex55 xf．cmd”，如圖2所示。這樣就可得到輸出的引導(dǎo)表文件xf．io。

2.3 引導(dǎo)表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
引導(dǎo)表制作成功以后，其數(shù)據(jù)并不能被DSP直接讀寫，而需要把它轉(zhuǎn)換成DSP可以讀寫的格式(即CCS數(shù)據(jù)文件格式)，才能把這些數(shù)據(jù)燒寫到存儲器中。這就需要對引導(dǎo)表文件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。xf．io的數(shù)據(jù)格式如下(其中黑體字為有效數(shù)據(jù))：

CCS數(shù)據(jù)文件由CCS文件頭和數(shù)據(jù)兩部分構(gòu)成。文件頭指明文件類型、數(shù)據(jù)類型、起始地址和長度等信息，后為數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)占l行。以下即為CCS數(shù)據(jù)文件的文件頭格式：

采用VC++編寫程序DSP_dataconvert進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，將Intel格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DSP可以加載的數(shù)據(jù)格式。以下為CCS的數(shù)據(jù)格式，粗體字為有效數(shù)據(jù)。165ll 4000 114f；1651文件類型，1表示十六進(jìn)制格式

2．4 SPI EEPROM燒寫程序
SPI EEPROM讀過程操作一般要先執(zhí)行WREN命令，打開寫使能信號，RDSR讀取寄存器狀態(tài)信號，WRITE寫EEPROM。SA25C020的指令結(jié)構(gòu)和讀寫過程與普通的16位指令結(jié)構(gòu)和讀寫過程是兼容的，只是在寫地址時SA25C020的是24位的。
一般燒寫程序中的執(zhí)行順序?yàn)椋篧REN→RDSR→WRITF
24位EEPROM具體寫程序如下：

3 結(jié) 論
本設(shè)計(jì)方案大大節(jié)省了設(shè)計(jì)空間，降低了功耗，經(jīng)過實(shí)際安裝與調(diào)試完全可行。說明了基于高密度SPI EEP-ROM的DSP應(yīng)用系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的過程。與同類的SPIEEPROM相比，具有容量大的特點(diǎn)；與Flash引導(dǎo)相比，具有讀寫、擦除簡單的特點(diǎn)。硬件電路具有良好的可擴(kuò)展性。以此電路為基礎(chǔ)，可以適用于C5509A的小型化、低功耗和便攜式應(yīng)用的開發(fā)。