TMS320C6713烧写Flash的通用方法

AI summary
本文介绍了在TMS320C6713上烧写Flash的通用方法，包括Flash驱动程序的实现、烧写过程中的注意事项以及中断向量表的管理。提供了Flash的擦除、读取和写入函数，并讨论了如何在单一工程中实现自烧写，确保用户程序在Flash中的正确更新和执行。
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TMS320C6713 Flash Programming
Bootloader Implementation
Embedded Systems
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Sep 24, 2024 03:24 AM

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。
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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。
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HD43
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__。
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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。
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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，
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。
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。
在使用时，我们要对上面程序中的
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：
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。
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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。
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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。
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，
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，
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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：
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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，
我使用的Flash_Writem函数按每次16位（2字节）烧写，主程序main中的烧写代码是
注意上面的Flash_Writem调用格式，二级boot_loader被烧写到Flash起始地址为0x90000000的地址空间，用户应用程序被烧写到Flash起始地址为0x90000400的地址空间。
烧写成功，请看下文，
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更多烧写内容请参考[2]，里面是我烧写程序用的CCS工程，烧写不同的应用程序只需要替换里面的text.h和boot.h即可。
昨天烧写小段代码测试成功，今天尝试用该方法烧写大段代码，除了改变在2 Level Bootloader的程序中改变use_code_Size外，无任何其它改变，成功烧写300KB以上的代码（在SST39VF1601型号的Flash上做得测试），如下：
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  • 后注：烧写Flash要注意以上的任何一个细节，某个细节出错都可能造成烧写不成功！在应用程序中切忌对Flash进行擦写操作，莫要覆盖了原保存了烧写程序的Flash区域。

5 烧写过程中的中断向量表

就前面的烧写方法中，请思考一个问题，程序是从何时何处跳转到main函数执行的？
如果不烧写Flash，我们都应该知道是在vecs.asm中
_vector为中断向量表的首地址标识符，系统复位后默认转入执行复位向量（复位向量始终保存在RAM的0地址处，这也就是为什么之前提到系统硬件复位后从0地址开始执行）。
不烧写Flash，只要在cmd文件中将.vectors段设定在0地址处，然后调用c_int00，跳转到main函数执行。
使用上面的方法烧写Flash，则是在copy table完成之后调用c_int00。两者跳转到main函数的机理是一样的。
但是在烧写Flash的时候，要注意的一个问题就是：中断向量表存放在哪里？
前面烧写Flash的时候，其实有一点没有提到：当系统调用（比如定时器中断），如何才能找到（定时器）中断向量的入口函数？
因此，前面烧写Flash的方法在不做修改的情况下是无法执行中断服务程序的。
修改方法有2，且听一一分解。

方法一

在进入main函数之后，重定位中断向量表的位置（关于向量表的重定位参考DSP TMS320C6000基础学习（7）—— Bootloader与VectorTable）
中断向量表的重定位必须在使用中断之前。

方法二

修改汇编文件和cmd文件。基本思路是：把中断向量表保存在0地址处，在向量表之后存储二级Bootloader，通过复位中断跳转到二级Bootloader。
  • 先修改cmd文件
  • 修改vecs.asm（只给出了修改部分）
两种方法都做过测试，都是可行的！

6 进阶——单一工程的自烧写

虽然上述方法在之前用起来一直很好，但烧写步骤多少还是有些麻烦，上述的步骤大概是：
  1. 修改user_size，编译装载要烧写的工程
  1. 从内存中导出要烧写的内容
  1. 编译装载Flash烧写工程，使用该工程将2中导出的内容烧写到Flash
里面最麻烦的是，每次都要从内存中先导出烧写内容，转化为.h头文件再烧写，导出过程还不能有半点失误。这无疑是一件很麻烦的是，本来如果DSP板上有个拨码开关控制的话，就可以轻松完成自烧写了（在烧写的时候拨到一边，烧写完后拨到另一边运行）。
但是，现在没有，人是喜欢偷懒的，于是我又在user_size上下了点功夫——何不用user_size作判别量，如果Flash中的user_size与现在挂着仿真器的运行着的程序的user_size不一致，就进行烧写不就可以吗？于是我的main函数就变成了下面那样：
里面一定注意几个关键的量：
  1. 代码中的0x23d68是我的user_size大小，这个时候，每当要烧写的时候，user_size不仅要在boot_c671x.s62文件中修改，main函数中的USER_SIZE宏定义也要修改
  1. 请注意下面代码中的0x9000030C
      2. 0x9000030C表示的是在现在的Flash中，user_size存放的地址。这个地址可以通过下面的方法确定：配置好的启动文件后将工程通过仿真器下载到DSP上，从boot_c671x.s62代码中
      可以看到，我的user_size是存放在_copyTable位置（请注意，1~5小节为之前的版本，因为没有考虑和C语言交互，所以汇编中只使用copyTable，这里考虑到和C交互，将汇编中copyTable都加前下划线改成了_copyTable，不过不改也没关系，因为最后还是发现没用上）。在Memory窗口中搜索copyTable，
      copyTable
      copyTable
      因为挂上仿真器后的copyTable=0x0000030C是指内存中的copyTable，对应烧写到Flash中的copyTable就是0x90000000+0x0000030C=0x9000030C，这就是上面if条件语句中看到的值了。
      if里面就是Flash烧写的代码，和之前使用Flash工程烧写几乎一致，只不过烧写的起始地址和长度要改变改变而已，所谓学而不思则罔，留给读者慢慢体会吧。
这样，每次修改user_size和USER_SIZE后，挂着仿真器运行程序，此时Flash中的user_size还是上一次的，因此执行if条件中的烧写代码。烧写完成后，重新上电，因为Flash中的user_size在刚才使用仿真器烧写时已经更新，所以if条件中的烧写代码不执行，直接跳过if执行用户程序，这就为什么DSP能在单一工程中自烧写！

7 参考

[1] Creating a Second-Level Bootloader for FLASH Bootloading on TMS320C6000 Platform With Code Composer Studio
[2] My Flash burn CCS project：burnflash
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