在TMS320F2812上实现从flash拷贝整个程序到RAM上运行的方法探讨

在TMS320F2812上实现从flash拷贝整个程序到RAM上运行的方法探讨

1.     前言

TMS320F2812 DSP 里，代码从内部flash里运行，比从内部RAM里运行要慢30%左右，所以对运行时间苛刻的程序直接在flash里运行，往往不能满足要求。故而，需要将代码拷贝到RAM以提高运行速度。TI文档只提供了部分代码从flash拷贝到RAM中的方法。然而，在一些应用中，需要将整个代码段都拷贝到RAM中执行，以提高整体运行速度。本文通过对TMS320F2812 的启动代码研究，来探讨如何在从FLASH启动后将整个代码段拷贝到RAM中，然后在RAM中运行的方法。

2.     TMS320F2812 启动过程

TMS320F2812的内部存储器中，0x3F F000  ----0x3FFFC0是4K*16的Boot ROM。

  图1  2812内部BootRom地址图

CPU向量表位于北部ROM的底端(0x3FFFC0 ---- 0x3FFFF)。当VMAP=1,ENPIE=0 ,MPNMC=0时，该向量表被激活。复位向量出厂时被编程指向函数InitBoot。这个函数开始启动过程。当然，启动过程完成之后，我们需要初始化PIE中断向量表，同时使能PIE block。初始化PIE中断向量表之后，除了复位，所有中断向量均从PIE获得。

 

TMS320F2812启动代码固化在该内部ROM中。当TMS320F2812上电或者热复位后，首先由芯片本身将一些寄存器初始化：

PIE disabled(ENPIE=0,VMAP=1,OBJMDE=0,AMODE=0,MOM1MAP=1),

然后dsp芯片会对XMPNMC管脚采样，根据采样值的高低，来决定启动模式是“微处理器模式”还是“微计算机模式”。当XMPNMC=0时，为“微计算机模式”，此时，启动ROM存储器被使能而XINTF Zone 7被禁止。复位向量从内部启动ROM获取，启动ROM在复位期间一直被使能。

       启动ROM里的复位向量（位于0x3FFFC0）指向InitBoot函数(位于0x3FFC00)。在完成器件初始化(InitBoot)之后，Boot loader将检查GPIO管脚的状态，然后再决定选用的启动模式。启动模式有4种：跳转到flash，跳转到H0 SARAM,跳转到OTP或者调用片上启动程序。

       InitBoot Function 所做工作有：1.初始化状态寄存器；2.将堆栈指针设为0x400（0x400 - 0x44F作为启动过程中的堆栈）；3.读CSM密码保护部分；4.调用SelectBootMode；5.调用ExitBoot

       在完成选择启动模式过程之后，根据选择的启动模式，dsp会跳到相应的启动入口。也可以自己选择启动入口。这些入口地址都在这之前已经被dsp定义好的。

       如果从flash启动，那么我们的管脚状态应该是

      

GPIOF4	GPIOF12	GPIOF3	GPIOF2
(SCITXDA)	(MDXA)	(SPISTEA)	(SPICLK)
内部上拉	无内部上拉	无内部上拉	无内部上拉	Mode Selected
1	x	x	x	Jump to Flash address 0x3F 7FF6

下图为BootROM 函数的流程图

图2  BootROM 函数的流程图

对于内部flash启动，如图

 

图3跳转到Flash启动的流程图

在0x3F7FF6必须放置一个跳转指令，该指令跳转到你自己的启动代码或者应用程序。

3.     搬移思路

根据上节2的启动过程，flash启动过后，跳到0x3F7FF6，然后根据其内容再跳转到应用程序。我们在这里稍微修改一下，就可以将PC指针跳到RAM首地址，程序就能在RAM里运行了。

将“搬移程序”烧在flash上，从flash启动之后，“搬移程序”会被执行。“搬移程序”做的工作就是将“应用主程序”代码拷贝到内部RAM，然后经过初始化环境(InitBoot，ExitBoot)，将PC指针指向RAM里代码首地址。这样，你的程序就在RAM中运行起来了。也就是说，我们需要一个“搬移程序”，启动时运行，用来拷贝flash上的代码到RAM中；当然，还需要一个你的“应用主程序”，该主程序被“搬移程序”从flash里“挪”到RAM后在RAM中运行。我们还要做的工作就是，把“应用主程序”烧写到flash里的某一块，这个块又不会影响flash启动时运行“搬移程序”。完成这个烧写过程的程序，我们称之为flash烧写程序。

总结一下，完成整个搬移过程，一共需要三个程序。“搬移程序”和“应用主程序”被固化到flash里“烧写flash程序”将“应用主程序”烧入flash中指定的块中。TI的烧写flash插件用来烧写“搬移程序”。

4.     搬移方法

1）首先你要用的主程序必须编译通过，并且通过仿真器在RAM里运行无问题。将主程序的CMD文件进行改写，保证程序段(.text段)分配在连续的存储空间。程序从flash启动，所有初始化段链接在非易失存储器里，而非初始化段必须链接在易失存储器。我们可以把初始化段都放在一个连续的内部RAM空间，而非初始化段放在另一个内部RAM空间。如果你的代码不是很大，也可以都放在连续的RAM空间。但在实际项目中，通常你会遇到存储空间不够的问题。这时就要考虑将无关紧要的段放在另外的非程序空间了。

 

.cinit	Flash
.cio	RAM
.const	Flash
.econst	Flash
.pinit	Flash
.switch	Flash
.text	Flash
.bss	RAM
.ebss	RAM
.stack	Lower 64Kw RAM
.sysmem	RAM
.esysmem	RAM
.reset	RAM1

 

例如：

MEMORY

{

PAGE 0 : 

   RAMH0      : origin = 0x3F8000, length = 0x002000

         

PAGE 1 : 

   /* SARAM                     */     

   RAMM0M1    : origin = 0x000000, length = 0x000800

   RAML0L1    : origin = 0x008000, length = 0x002000 

}

 

 

SECTIONS

{

   /* Allocate program areas: */

   .reset              : > RAMH0     PAGE = 0

   vectors             : > RAMH0     PAGE = 0

   .cinit              : > RAMH0     PAGE = 0

   .text               : > RAMH0     PAGE = 0

   .const              : > RAMH0     PAGE = 0

   .econst             : > RAMH0     PAGE = 0

   .switch                               : > RAMH0     PAGE = 0

   

   /* Allocate data areas: */

   .stack              : > RAMM0M1     PAGE = 1

   .bss                : > RAML0L1     PAGE = 1

   .ebss               : > RAML0L1     PAGE = 1

   .sysmem             : > RAML0L1     PAGE = 1

}

从上面的CMD可知，主程序代码均放在RAMH0中，长度为0x2000。

2）其次，将该工程编译成功后，加载到内部ram，仿真器自动完成必要的初始化环境之后，pc指针应该指向_c_init00，记下现在PC指针的位置，在Boot.asm中会用到。

3）自制一个flash烧写程序，或者从网上下载其他网友的flash烧写程序，将目标地址放在除flashJ块以外的块中。烧写的长度不能小于被烧写的主程序长度。该烧写程序在RAM中运行。,其代码段不能和被烧写的主程序用的代码段存储区域相同，否则会破坏主程序在ram中的代码。

       烧写之后，可以用CCS的Save data功能，来查看flash中的数值是否和ram里主程序空间数值一致。

4） 用TI的烧写插件烧写“搬移程序”。注意，该“搬移程序”要能在dsp启动后执行。并且，烧写的时候，不能将上一步烧到flash上的主程序代码擦除。“搬移程序”具体见下节。

 

 

5.     “搬移程序”具体实现方法

 

Boot.asm文件内容：

 

    .def _InitBoot

    .ref _EntryAddr_H

    .ref _EntryAddr_L

 

    .sect ".InitBoot"

;

; _InitBoot

;

; 1) Initalizes the stack pointer

; 2) Sets the device for C28x operating mode

; 3) Calls the main boot functions

; 4) Calls an exit routine

;

_InitBoot:

; Initalize the stack pointer.

  MOV SP, #0 ; Initalize the stack pointer

; Initalize the device for running in C28x mode.

  C28OBJ ; Select C28x object mode

  C28ADDR ; Select C27x/C28x addressing

  C28MAP ; Set blocks M0/M1 for C28x mode

  CLRC PAGE0 ; Always use stack addressing mode

  MOVW DP,#0 ; Initialize DP to point to the low 64 K

  CLRC OVM

; Set PM shift of 0

  SPM 0

; Read the password locations – this will unlock the

; CSM only if the passwords are erased. Otherwise it

; will not have an effect.

  MOVL XAR1,#0x3F7FF8;

  MOVL XAR0,*XAR1++

  MOVL XAR0,*XAR1++

  MOVL XAR0,*XAR1++

  MOVL XAR0,*XAR1

; Cleanup and exit. At this point the EntryAddr

; is located in the ACC register

  BF _ExitBoot,UNC

;

; _ExitBoot

;

;

;This module cleans up after the boot loader

;

; 1) Make sure the stack is deallocated.

; SP = 0x400 after exiting the boot

; loader

; 2) Push 0 onto the stack so RPC will be

; 0 after using LRETR to jump to the

; entry point

; 2) Load RPC with the entry point

; 3) Clear all XARn registers

; 4) Clear ACC, P and XT registers

; 5) LRETR – this will also clear the RPC

; register since 0 was on the stack

;

_ExitBoot:

;

; Insure that the stack is deallocated

;

  MOV SP,#0

;

; Clear the bottom of the stack. This will endup

; in RPC when we are finished

;

  MOV *SP++,#0

  MOV *SP++,#0

  

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP  

;

; Load RPC with the entry point as determined

; by the boot mode. This address will be returned

; in the ACC register.

;向堆栈中压入0x3f8000,该地址即为主程序在ram中运行的首地址。

  MOV *SP++, #0x8000

  MOV *SP++, #0x3F

  

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP 

 

  POP RPC

  

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP  

;

; Put registers back in their reset state.

;

; Clear all the XARn, ACC, XT, and P and DP

; registers

;

; NOTE: Leave the device in C28x operating mode

; (OBJMODE = 1, AMODE = 0)

;

  ZAPA

  MOVL XT,ACC

  MOVZ AR0,AL

  MOVZ AR1,AL

  MOVZ AR2,AL

  MOVZ AR3,AL

  MOVZ AR4,AL

  MOVZ AR5,AL

  MOVZ AR6,AL

  MOVZ AR7,AL

  MOVW DP, #0

;

; Restore ST0 and ST1. Note OBJMODE is

; the only bit not restored to its reset state.

; OBJMODE is left set for C28x object operating

; mode.

;

; ST0 = 0x0000 ST1 = 0x0A0B

; 15:10 OVC = 0 15:13 ARP = 0

; 9: 7 PM = 0 12 XF = 0

; 6 V = 0 11 M0M1MAP = 1

; 5 N = 0 10 reserved

; 4 Z = 0 9 OBJMODE = 1

; 3 C = 0 8 AMODE = 0

; 2 TC = 0 7 IDLESTAT = 0

; 1 OVM = 0 6 EALLOW = 0

; 0 SXM = 0 5 LOOP = 0

; 4 SPA = 0

; 3 VMAP = 1

; 2 PAGE0 = 0

; 1 DBGM = 1

; 0 INTM = 1

;

  MOV *SP++,#0

  MOV *SP++,#0x0A0B

  

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP 

  

  POP ST1

  POP ST0

  

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP

  NOP 

;

; Jump to the EntryAddr as defined by the

; boot mode selected and continue execution

;

  LRETR

;

    .end

 

“搬移程序”部分代码：

unsigned long *srcAddr = (unsigned long *)0x3D8000;

unsigned long *desAddr = (unsigned long *)0x3F8000; 

       InitSysCtrl();

 

       // Disable and clear all CPU interrupts:

       DINT;

       IER = 0x0000;

       IFR = 0x0000;

 

       // Initialize Pie Control Registers To Default State:

       InitPieCtrl();

 

       InitPieVectTable(); 

       

       //以下即将flash上的代码拷贝到ram中，根据自己需要，更改源地址和目标地址

    for(i = 0; i < 0x2000; i++)

    {

        *(desAddr + i) = *(srcAddr + i);

    }

    

    InitBoot();   //调用Boot.asm中程序