高密度SPI EEPROM——SA25C020的DSP引導(dǎo)
關(guān)鍵詞 SPI EEPROM boot TMS320VC5509A SA25C020
引 言
DSP的引導(dǎo)是涉及DSP獨(dú)立工作的關(guān)鍵性問(wèn)題，通常采用的方法是由Flash等器件引導(dǎo)的，但是相對(duì)Flash的占用空間大、扇區(qū)擦除的難度和時(shí)延來(lái)說(shuō)，SPI EEPROM不失為一個(gè)好的選擇。傳統(tǒng)EEPROM的容量太小，無(wú)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(gè)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(cè)試，針對(duì)持續(xù)可靠的非揮發(fā)性存儲(chǔ)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(gè)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(wú)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(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行的DSP系統(tǒng)必須包括：
◇DSP芯片；
◇電源、時(shí)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(chǔ)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(xiě)程序，將引導(dǎo)表寫(xiě)到EEPROM中。
2．1 引導(dǎo)程序制作
制作一個(gè)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(xiě)程序中進(jìn)行構(gòu)造。對(duì)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(qǐng)見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]，第17頁(yè))。這里僅說(shuō)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(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具。它有幾個(gè)版本。對(duì)于C54xx使用的hex500．exe，其絕對(duì)位置在＼ti＼c5400＼cgtools＼bin＼hex500．exe；對(duì)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(gè)文件對(duì)于bex conversion utility是數(shù)據(jù)源文件。
②*．cmd文件，用來(lái)填寫(xiě)hex conversion utility工具執(zhí)行時(shí)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(shí)寫(xiě)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(guò)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(xiě)好xf．cmd文件后，將hex55．exe、xf．out、xf．cmd放在同一個(gè)目錄下。進(jìn)入命令行并且到上述3個(gè)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(xiě)，而需要把它轉(zhuǎn)換成DSP可以讀寫(xiě)的格式(即CCS數(shù)據(jù)文件格式)，才能把這些數(shù)據(jù)燒寫(xiě)到存儲(chǔ)器中。這就需要對(duì)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(zhǎng)度等信息，后為數(shù)據(jù)，每個(gè)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(xiě)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(xiě)程序
SPI EEPROM讀過(guò)程操作一般要先執(zhí)行WREN命令，打開(kāi)寫(xiě)使能信號(hào)，RDSR讀取寄存器狀態(tài)信號(hào)，WRITE寫(xiě)EEPROM。SA25C020的指令結(jié)構(gòu)和讀寫(xiě)過(guò)程與普通的16位指令結(jié)構(gòu)和讀寫(xiě)過(guò)程是兼容的，只是在寫(xiě)地址時(shí)SA25C020的是24位的。
一般燒寫(xiě)程序中的執(zhí)行順序?yàn)椋篧REN→RDSR→WRITF
24位EEPROM具體寫(xiě)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(guò)實(shí)際安裝與調(diào)試完全可行。說(shuō)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(guò)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(xiě)、擦除簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)。
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