1 你必须知道的TMS320C6000启动过程
这部分内容在我的另一篇博客
DSP TMS320C6000基础学习(7)—— Bootloader与VectorTable
有提到过,这里重新摘录一遍。
如上图
- 在Device Reset阶段:设备初始化为默认状态,大部分三态输出都配置为高阻态。
- 在CPU Reset阶段:从RS上升沿处开始(这个时候,HD[4:3]配置启动模式,HD8配置大小端模式,CLKMODE配置输入时钟源,根据HPI_EN配置外设功能),处理器检查启动模式HD[4:3],启动bootloader程序。
从上图可以看出,CE1地址空间必需连接Flash芯片才能使用外部Flash引导模式,在电路设计时要注意。
若HD[4:3]=10(本文的操作环境基于此),EDMA自动将CE1起始位置的1KB代码拷贝到内部程序存储器的0地址,这部分功能是由硬件完成的,称
一级引导Bootloader。
因此,外部Flash启动的最简单的想法就是:把要运行的程序放到CE1的起始1KB地址空间。这样只要设置HD[4:3]=10就能自启动了。那这么简单,还有讨论本文的必要吗?
呃,如果你的思维还停留在小孩子过家家的程度,唉。。。1KB?1KB才能存多少代码?要是代码量超过1KB呢?这正是本文要探讨的问题的初衷:
程序代码>1KB,如何让C6713的程序从外部Flash自启动?
这就涉及另一个Bootloader了,我们称之为
二级引导Bootloader(说白了就是一段小程序)。二级Bootloader作用有:(1)在上电复位后将用户的应用程序从Flash拷贝到RAM中执行;(2)跳转到应用程序的入口函数处。
二级Bootloader的执行要由一级Bootloader拷贝到RAM中执行,这就明白了,二级Bootloader必须放在外部Flash的起始的1KB位置处。
我们简要的用个图描述下所谓的二级Bootloader的自启动过程及主要思路。
要完成这个过程,
- 首先要编写一段称为2 Level Bootloader的启动代码并烧写到Flash的初始1KB地址处(DSP6713的CE1起始地址为0x90000000),1 Level Bootloader将该代码拷贝到RAM的起始0地址,开始执行。
- 烧写用户程序到0x90000400开始的Flash地址处
- 2 Level Bootloader将0x90000400开始的用户代码拷贝到RAM的0x400地址处
- 2 Level Bootloader调用_c_int00用户入口程序,然后调用main函数开始执行用户代码
关于_c_int00的介绍也请参考[DSP TMS320C6000基础学习(7)—— Bootloader与VectorTable]本文所有操作的前提是您已经配置好了中断向量表(这样在调用_c_int00时才能正确的进入到用户程序)。
2
编写二级Bootloader
先宏定义一下EMIF相关的寄存器,因为我们要读Flash,所以在二级引导程序运行前要配置EMIF寄存器,
;
; ======== c6713_emif.s62 ========
;
.title "Flash bootup utility"
; global EMIF symbols defined for the c671x family
.include boot_c671x.h62
;EMIF Register Addresses for c671x family
EMIF_GCTL .equ 0x01800000 ;EMIF global control
EMIF_CE1 .equ 0x01800004 ;address of EMIF CE1 control reg.
EMIF_CE0 .equ 0x01800008 ;EMIF CE0control
EMIF_CE2 .equ 0x01800010 ;EMIF CE2control
EMIF_CE3 .equ 0x01800014 ;EMIF CE3control
EMIF_SDRAMCTL .equ 0x01800018 ;EMIF SDRAM control
EMIF_SDRAMTIM .equ 0x0180001c ;EMIF SDRAM timer
EMIF_SDRAMEXT .equ 0x01800020 ;EMIF SDRAM extension
; EMIF Register Values specifically for 6713 DSK
EMIF_GCTL_V .equ 0x00000078 ;
EMIF_CE0_V .equ 0xffffff23 ;EMIF CE0 SDRAM
EMIF_CE1_V .equ 0xffffff13 ;EMIF CE1 Flash 8-bit
EMIF_CE2_V .equ 0xffffbf93 ;EMIF CE2 Daughtercard 32-bit async
EMIF_CE3_V .equ 0xffffff13 ;EMIF CE3 Daughtercard 32-bit async
EMIF_SDRAMCTL_V .equ 0x53115000 ;EMIF SDRAM control
EMIF_SDRAMTIM_V .equ 0x00000578 ;SDRAM timing (refresh)
EMIF_SDRAMEXT_V .equ 0x000a8529 ;SDRAM extended control
宏定义的EMIF寄存器声明为全局符号,.global与C语言中的extern效果一致,声明为外部符号。
;
; ======== boot_c671x.h62 ========
;
.if ($isdefed("BOOT_C671X_") = 0) ; prevent multiple includes of this file
BOOT_C671X_ .set 1
; EMIF Register Addresses for c671x family
.global EMIF_GCTL ;EMIF global control
.global EMIF_CE1 ;address of EMIF CE1 control reg.
.global EMIF_CE0 ;EMIF CE0control
.global EMIF_CE2 ;EMIF CE2control
.global EMIF_CE3 ;EMIF CE3control
.global EMIF_SDRAMCTL ;EMIF SDRAM control
.global EMIF_SDRAMTIM ;EMIF SDRAM timer
.global EMIF_SDRAMEXT ;EMIF SDRAM extension
; EMIF Register Values for c671x family
.global EMIF_GCTL_V ;
.global EMIF_CE0_V ;EMIF CE0 SDRAM
.global EMIF_CE1_V ;EMIF CE1 Flash 8-bit
.global EMIF_CE2_V ;EMIF CE2 Daughtercard 32-bit async
.global EMIF_CE3_V ;EMIF CE3 Daughtercard 32-bit async
.global EMIF_SDRAMCTL_V ;EMIF SDRAM control
.global EMIF_SDRAMTIM_V ;SDRAM timing (refresh)
.global EMIF_SDRAMEXT_V ;SDRAM extended control
.endif ; if BOOT_C671X_ is not defined
下面的代码段名.boot_load,你将在之后的cmd文件中看到它。
代码首先对EMIF进行初始化,然后在copy_section_top中读取用户程序的段信息(段的Flash加载地址,段的RAM运行地址以及段的长度),在copy_loop中执行循环拷贝操作。
;A;
; ======== File: boot_c671x.s62 ========
;
.title "Flash bootup utility"
; global EMIF symbols defined for the c671x family
.include boot_c671x.h62
; Address of the generated boot-table
user_size .equ 0x00001798
user_ld_start .equ 0x90000400
user_rn_start .equ 0x00000400
.sect ".boot_load"
.global _boot
.ref _c_int00
_boot:
;************************************************************************
;* DEBUG LOOP - COMMENT OUT B FOR NORMAL OPERATION
;************************************************************************
zero B1
_myloop: ; [!B1] B _myloop
nop 5
_myloopend: nop
;************************************************************************
;* CONFIGURE EMIF
;************************************************************************
;****************************************************************
; *EMIF_GCTL = EMIF_GCTL_V;
;****************************************************************
mvkl EMIF_GCTL,A4
|| mvkl EMIF_GCTL_V,B4
mvkh EMIF_GCTL,A4
|| mvkh EMIF_GCTL_V,B4
stw B4,*A4
;****************************************************************
; *EMIF_CE0 = EMIF_CE0_V
;****************************************************************
mvkl EMIF_CE0,A4
|| mvkl EMIF_CE0_V,B4
mvkh EMIF_CE0,A4
|| mvkh EMIF_CE0_V,B4
stw B4,*A4
;****************************************************************
; *EMIF_CE1 = EMIF_CE1_V (setup for 8-bit async)
;****************************************************************
mvkl EMIF_CE1,A4
|| mvkl EMIF_CE1_V,B4
mvkh EMIF_CE1,A4
|| mvkh EMIF_CE1_V,B4
stw B4,*A4
;****************************************************************
; *EMIF_CE2 = EMIF_CE2_V (setup for 32-bit async)
;****************************************************************
mvkl EMIF_CE2,A4
|| mvkl EMIF_CE2_V,B4
mvkh EMIF_CE2,A4
|| mvkh EMIF_CE2_V,B4
stw B4,*A4
;****************************************************************
; *EMIF_CE3 = EMIF_CE3_V (setup for 32-bit async)
;****************************************************************
|| mvkl EMIF_CE3,A4
|| mvkl EMIF_CE3_V,B4 ;
mvkh EMIF_CE3,A4
|| mvkh EMIF_CE3_V,B4
stw B4,*A4
;****************************************************************
; *EMIF_SDRAMCTL = EMIF_SDRAMCTL_V
;****************************************************************
|| mvkl EMIF_SDRAMCTL,A4
|| mvkl EMIF_SDRAMCTL_V,B4 ;
mvkh EMIF_SDRAMCTL,A4
|| mvkh EMIF_SDRAMCTL_V,B4
stw B4,*A4
;****************************************************************
; *EMIF_SDRAMTIM = EMIF_SDRAMTIM_V
;****************************************************************
|| mvkl EMIF_SDRAMTIM,A4
|| mvkl EMIF_SDRAMTIM_V,B4 ;
mvkh EMIF_SDRAMTIM,A4
|| mvkh EMIF_SDRAMTIM_V,B4
stw B4,*A4
;****************************************************************
; *EMIF_SDRAMEXT = EMIF_SDRAMEXT_V
;****************************************************************
|| mvkl EMIF_SDRAMEXT,A4
|| mvkl EMIF_SDRAMEXT_V,B4 ;
mvkh EMIF_SDRAMEXT,A4
|| mvkh EMIF_SDRAMEXT_V,B4
stw B4,*A4
;****************************************************************************
; copy sections
;****************************************************************************
mvkl copyTable, a3 ; load table pointer
mvkh copyTable, a3
; ldw *a3++, b1 ; Load entry point
copy_section_top:
ldw *a3++, b0 ; byte count
ldw *a3++, b4 ; load flash start (load) address
ldw *a3++, a4 ; ram start address
nop 2
[!b0] b copy_done ; have we copied all sections?
nop 5
copy_loop:
ldb *b4++,b5 ; fetch from flash
sub b0,1,b0 ; decrement counter
[ b0] b copy_loop ; setup branch if not done
[!b0] b copy_section_top
zero a1
[!b0] and 3,a3,a1
stb b5,*a4++ ; store to ram
[!b0] and -4,a3,a5
[a1] and 4, a5,a3
;****************************************************************************
; jump to entry point
;****************************************************************************
copy_done:
mvkl .S2 _c_int00,b0
mvkh .S2 _c_int00,b0
b .S2 b0
nop 5
copyTable:
; count
; flash start (load) address
; ram start (run) address
;; .text
.word user_size
.word user_ld_start
.word user_rn_start
;; end of table
.word 0
.word 0
.word 0
在使用时,我们要对上面程序中的
user_size .equ 0x00001798
user_ld_start .equ 0x90000400
user_rn_start .equ 0x00000400
进行修改,user_size表示用户程序段的字节大小,我们将在下一节看到可以通过查看*.map文件进行修改;user_ld_start表示用户代码的Flash起始地址(我默认使用0x90000400,一般不改),user_rn_start表示用户代码要存放到RAM的起始地址(从之前的图看,这个我也一般不改)。小程序我一般只修改用户程序段的字节大小。大程序可能要对copyTable(复制表)进行调整。
要满足上面的地址的分布,修改用户应用程序的cmd文件如下:
-c
-x
-l rts6700.lib
-heap 100h
-stack 200h
MEMORY
{
BOOT_RAM : o=00000000h,l=00000400h
IRAM : o=00000400h,l=00040000h
FLASH_BOOT : o=90000000h,l=00000400h
FLASH_REST : o=90000400h,l=000FFB00h
}
SECTIONS
{
.boot_load:> BOOT_RAM
/* Initialized User code section */
.text :> IRAM
.cinit :> IRAM
.vectors :> IRAM
.bss :> IRAM
.far :> IRAM
.stack :> IRAM
.const :> IRAM
.switch :> IRAM
.sysmem :> IRAM
.cio :> IRAM
}
注意其中的.boot_load段,与二级引导程序的.sect ".boot_load"对应。如果用户应用程序定义了其它的段,可对cmd文件做相应修改,但.boot_load:> BOOT_RAM不能改,且不要把其它段放在BOOT_RAM存储区中。
将以上3个汇编文件盒一个cmd文件加到用户程序的工程中重新编译工程。
3
提取要烧写的二进制数据
这部分是纯手工活,如果你会使用VIM,那数据处理起来就简单多了。
首先,将Jtag连接上TMS320C6713开发板,下载用户应用程序,使用CCS V3.3的File->Data->Save...功能,将内存中的二进制的代码数据保存到.dat文件。
Address都是上面的cmd文件设定好的。
要保存的*.dat包括两个文件:一个存放二级Bootloader的机器二进制码(boot.dat),一个存放用户应用程序的二进制码(text.dat)
- boot.dat: Address=0x00000000, Length=0x00000100
- text.dat: Address=0x00000400, Length=?
喔?用户代码的长度怎么知道?还有,不是说一级Bootloader会拷贝1KB长度吗,上面怎么是Length=0x000001000
请到CCS工程的Debug目录下打开.map文件(如下图),详细的解答在下图的注释中。
上面图中计算烧写长度时/4就是因为CCS中保存*.dat长度的单位为4字节,但要注意,程序的大小可能并不一定是4字节的整数倍,因此在除以4时,“宁可多烧,也不少一个字节”,使用向上取整的运算。
Length = ceil( Length(Used in *.map) / 4) );
好了?No,别忘了,前一节中我们没办法设定User Code的长度,回头去改,
user_size .equ 0x00001798 (这里改为上图中的0x00001798)
user_ld_start .equ 0x90000400
user_rn_start .equ 0x00000400
改完后重新编译应用程序的工程,这就好了。给大家看看保存后的boot.dat文件,
除了第一行,每行都是一个4字节长度的数。下面要做得是,分别把boot.dat中这些数和text.dat中的这些数放到boot[]和text[]的数组中,并将数组保存在头文件中。
好了,不用讲了,大家各显本事做数据的格式化处理吧,我用我的VIM编辑器,轻松搞定:
- 首先删除头行
- vim命令添加逗号:%s/$/,/g
- 添加数组名
搞定后的结果,如boot.h文件和text.h文件如下:
好了,到这就差不多了,表示机器码的二进制如今保存在我们的C语言头文件中了,下面就是要把头文件数组中的机器码烧写到Flash的对应的地址空间。
4
烧写Flash
本文操作环境下使用的Flash型号是AM29LV800BT。
为了烧写,首先你要做的是重新新建一个用于Flash烧写的工程。
烧写Flash的程序网上也有很多讲解,今天把烧写Flash调了出来,就当给大家福利,把我的Flash驱动程序给出来,
/*
* FileName : FLASH.h
* Author : xiahouzuoxin
* Date : 2013.09.28
* V