1 DM642与Flash硬件连接

系统选用意法半导体公司的SST39VF080 Flash芯片,其容量为1 M×8 bit，8根数据线，20根地址线，与DM642的EMIF接口实现无缝连接，两者接线图如图1所示。DM642选择EMIF启动时，从CE1空间起始处（地址0x90000000）加载数据，所以外部Flash必须接在EMIF接口的CE1空间。

2 DM642加载方式研究

2.1 DM642自启动方式

DM642有三种启动方式,分别是Host boot、EMIF boot和No boot。系统上电或复位时通过采样引脚AEA[22:21]的电平来设置，具体配置如表1所示。

DM642选择Host boot启动方式时，系统上电复位后CPU将停止运行，其他设备正常运行。这期间，外部主机能够通过Host接口初始化CPU的存储器和内部的配置寄存器，主机完成初始化工作后，通过设置HPIC寄存器的DSPINT位，CPU即从0地址开始运行。选择No boot启动方式时，CPU直接从0地址运行程序。本文重点研究EMIF boot启动方式的加载过程。

2.2 EMIF boot加载过程

DM642系统的CE1空间外接Flash固态存储器，当选择从EMIF启动时，DM642芯片内部已完成固化的加载程序(也称一级bootloader)会自动从Flash空间(CE1空间，起始地址0x90000000)读取1 KB数据到内部RAM空间(起始地址0x00000000)，然后跳转到0x00000000处执行。这个过程由DM642处理器自动完成,用户无法干预。

如果用户的应用程序很小(<1 KB)，则直接通过系统的一级bootloader加载即可；但是用户的应用程序通常>1 KB，所以位于0x00000000地址的1 KB程序通常也是一个引导程序(又称二级bootloader)，其作用是将应用程序从Flash中读出并放到内存中，然后跳转到c_int00()执行，这个过程也被称为二次加载。

3 二级bootloader程序设计

3.1 传统设计方案

二级bootloader需要完成3部分功能：

(1)初始化EMIF口，配置其寄存器；

(2)把Flash中1 KB以后的各程序段和数据拷贝到指定的存储物理地址中；

(3)跳到C程序入口点c_int00()运行。

传统的二级bootloader设计方案多通常基于TI公司提供的汇编例程移植实现，该方案要求设计者熟练掌握TI C6000系列DSP汇编语言，开发难度大、周期长。

3.2 C语言实现

二级bootloader采用汇编语言编写，是因为在引导过程中还未建立C语言的运行环境，包括系统堆栈定义、初始化堆栈、初始化全局和静态变量等。但是如果能够避开系统堆栈操作，仍然可以使用C语言编写二级bootloader程序。

这些与系统堆栈相关的操作主要有两方面：(1)定义局部变量时使用register修饰类型，表明是定义在寄存器中，而不是堆栈中；(2)不需进行函数调用，包括C库函数的调用。

把目标工程烧写到Flash中，数据在Flash中的分配如图2所示。其中，前1 KB空间(图中灰色部分)存放二级bootloader；地址0x90000400之后的Flash空间存放用户应用程序，从图2可知应用程序存储是以_c_int00()开始，以0x00000000结束，中间是各代码段和数据段。

基于上述Flash中数据分配，以下是对应的二级bootloader部分C语言程序代码:

#include <c6x.h>

#define Flash_CODE_ADDR 0x90000400

#pragma CODE_SECTION(boot, ".bootloader");

extern far void c_int00(void);

void boot(void)

{ register int code_i;

register int addr_ptr;

register int code_len;

register int code_addr;

//此处需要先初始化EMIF口;

// addr_ptr指向代码段1长度位置

addr_ptr = (int)(FLASH_CODE_ADDR+4);

for(; ;)

{

//代码段长度

code_len = *(volatile int *)addr_ptr;

addr_ptr += 4;

//代码段运行地址

code_addr = *(volatile int *)addr_ptr;

addr_ptr += 4;

if(code_len == 0x00000000)

{

//跳转到C语言入口

c_int00();

}

else

{

//把代码段从Flash中读到片内来

for(code_i=0;code_i<code_len;code_i++)

{

*(char *)(code_addr+code_i)

= *(char *)addr_ptr;

addr_ptr++;

}

}

}

}

程序中"#pragma CODE_SECTION(boot,".bootloader")语句的作用是将boot定位在.Bootloader段，然后在.cmd文件中将.bootloader段映射到片内起始1 KB内存区。此bootloader程序编译后体积为352 B,不会超过1 KB的限制。另外该程序是基于小端字节序编写，若系统为大端字节序，需要作少许修改。

使用C语言设计bootloader，极大提高了程序的可读性和移植性，加快了用户应用程序的开发。但其效率低于传统的汇编bootloader，所以从系统上电到加载完成运行所需时间略长。

3.3 程序烧写

在CCS中目标工程生成的是COFF格式(.out文件)。而Flash烧写工具一般只支持ASC II十六进制格式，所以，必须先用16进制转换工具将.out文件转换成.hex文件，再进行烧写。烧写目标程序的步骤为：

(1)编译生成目标工程的.out文件，在编译之前需进行如下操作： ①把上述C语言编写的bootloader程序添加到目标工程中去； ②修改目标工程的.cmd文件，将bootloader这段代码映射到片内起始1 KB内存区，目标工程中的其他代码放在后面。

(2)用16进制转换工具hex6x.exe从.out文件产生.hex文件。

(3)用Flashburn软件烧录.hex文件。

3.4 结果验证

系统采用自主研发的DM642硬件平台，为了验证C语言bootloader程序的可行性与稳定性，具体操作步骤如下：

(1)编写测试应用程序,其功能是通过串口循环向PC机发送预定的数据;

(2)按照上述方法把程序烧写到Flash中;

(3)断电，设置 AEA[22:21]为“11”，即EMIF boot启动方式;

(4)系统与PC串口连接、上电，查看PC机上的串口调试助手是否收到预定的数据。

验证时，若PC机上的串口调试助手收到的数据与DM642应用程序发送的数据一致，则表明该方案可行。重复验证操作，每次都能收到预定的数据，则表明该方案稳定。

本文的创新之处在于采用C语言实现了DM642的二级引导加载程序的设计，不再需要使用TI公司提供的汇编程序例程进行移植，提高了程序的可读性和移植性。在实际项目中已经证实了该方案可行性和稳定性，同时，该方案适用于TI C6000系列各种型号，可以在该系列不同器件中方便地移植,为基于DM642的实际应用开发提供了新的途径。