TMS320VC33实现对Flash存储器的擦写设计

【摘要】本文以具体的项目为实例，介绍在CC3000开发环境下，数字信号处理器（DSP）对AM29LV400B Flash存储器的烧写、擦除等操作的实现，并介绍在开发系统下打开文件，将文件数据烧写到Flash存储器的方法。

【关键词】AMD公司；AM29LV400B；Flash；DSP；扇区

1.引言

Flash是一种可在线进行电擦写，掉电后数据不丢失的EEPROM存储器。它具有功耗低、容量大、烧写和擦除速度快等优点，并且内部嵌入算法完成对芯片的操作，简化了软件的工作量，因而在数字信号处理系统中得到了广泛的应用。DSP是一种高速数字信号处理器。它具有高稳定性、可重复性、可大规模集成，特别是易编程性和易于实现自处理等特点，使得信号处理手段更灵活、功能更复杂、运算速度更快，在数字信号处理领域得到广泛地应用。本文通过完整的实例，介绍以TMS320VC33（简称VC33）为嵌入式系统对AM29LV400B Flash存储器进行烧写和擦除的实现方法。

2.AMD公司AM29LV400B Flash存储器

AM29LV400B是AMD公司推出的Flash存储器，它是4兆位（8×512K/16×256K位）的CMOS工艺扇区擦除、字节编程的电可擦除只读存储器EEPROM。它的主要特点包括如下几个方面：3.3V单电压供电；内部嵌入编程、擦除操作算法，只需向命令寄存器写入标准的微处理器指令，并且可通过查询特定的引脚或数据线来监控操作是否完成；对任一扇区进行烧写擦除操作时不影响其它的扇区数据；可进行100000次的烧写擦除操作，数据保存10年以上。

本文中Flash的数据映射到DSP的0x0400000空间，Flash的一个字节对应一个DSP的低8位数据，高24位为无效数据，可以直接按字节进行读写操作。

3.Flash存储器的基本操作命令以及程序设计流程

Flash存储器AM29LV400B的基地址为0x400000，每个偏移地址乘以4是因为Flash字节仅占用DSP空间低8位，而DSP的地址是字节地址，所以地址增量为4。

3.1 Flash存储器的操作结束检测

Flash AM29LV400B内部的编程或擦除算法可自动完成相应操作，但必须了解其内部的操作检测机制，以便知道操作是否完成或正确。常用的检测方法有两种：跳变位（DQ6 ）检测法、数据检测位（DQ7）检测法。本文中用的是第1种方法，即检测跳变位DQ6。DQ6指的是当前操作地址的D6位，在Flash写操作过程中，对相应地址的连续读均引起DQ6的“0”、“1”跳变，只有当写操作结束的时候，DQ6才会停止跳变，此时说明Flash内部操作成功结束，程序代码如下：

int Toggle_Bit_Check（unsigned int *addr）

{int flag = 1；

unsigned int toggle_data，read_data，timeout=0；

toggle_data = *addr & 0x40；

while（（timeout<0x7fffff）&&（flag））

{read_data = *addr & 0x40；

if（read_data == toggle_data）

flag=0；

toggle_data = read_data；

timeout++；

}

return flag；

}

对读回的DQ6的数值做0x7fffff次比较，如果在所有的比较里该位都产生跳变，则说明Flash内部操作失败；如果DQ6停止跳变，flag标志写1，跳出while循环，Flash操作成功结束。

3.2 Flash存储器擦写操作命令

Flash存储器的擦写操作命令通常是启动Flash设备的存储器操作函数，由内嵌的算法完成具体的编程和擦除操作，所以向Flash的特定地址写入操作命令和数据，就可以对Flash存储器进行编程和擦除。表1介绍了Flash擦写命令的具体操作地址和命令代码。

在CC3000开发系统下，实现Flash擦写操作命令的C代码如下所示：

/******************** Flash 整片擦除操作 ********************/

dst = （unsigned int *）0x0400000；

//操作地址为整个Flash的首地址

*（dst + 0xAAA） = 0xAA；

*（dst + 0x555） = 0x55；

*（dst + 0xAAA） = 0x80；

*（dst + 0xAAA） = 0xAA；

*（dst + 0x555） = 0x55；

*（dst + 0xAAA） = 0x10；

Toggle_Bit_Check（Dst）；

//检测结束标志

/********************Flash 扇区擦除操作 ********************/

*（dst + 0xAAA） = 0xAA；

*（dst + 0x555） = 0x55；

*（dst + 0xAAA） = 0x80；

*（dst + 0xAAA） = 0xAA；

*（dst + 0x555） = 0x55；

*（dst + 0xAAA） = 0x30；

/* 擦除扇区 */

Toggle_Bit_Check（Dst）；

//检测结束标志

/******************** Flash字节编程操作 ********************/

unsigned int *CommandDest；

//操作地址为要执行写操作的Flash字节地址

*（CommandDest + 0xAAA） = 0xAA；

*（CommandDest + 0x555） = 0x55；

*（CommandDest + 0xAAA） = 0xA0；

* CommandDest = * DATA；

Toggle_Bit_Check（CommandDest）；

//检测结束标志

执行写上述操作时，应注意以下事项：计算要擦除扇区的开始地址时，默认为Flash的开始地址（第一个扇区）。由于编程指令不能使“0”写成“1”，只能使“1”写成“0”，而擦除指令可使“0”写成“1”，所以写数据之前要先擦除完成后再编程烧写。

4.烧写Flash存储器

一般情况下，Flash是通过编程器把以文件形式存储的数据（比如生成的DSP引导程序代码bin二进制文件）烧写到Flash中，但这种方法烧写速度慢，并且需要把Flash芯片放到编程器上，调试过程中频繁的插拔Flash芯片会降低芯片寿命，因此选择在开发系统下通过JTAG接口和仿真器将比较大的数据文件烧写到Flash的指定存储区域中。下面具体介绍在CC3000开发系统下实现软件打开文件并将文件数据烧写到Flash中的实现过程。

5.开发系统CC3000以及编译链接环境的设置

选用TI的CC3000作为DSP的集成开发工具，它支持标准C和C++语言，并且能够嵌入汇编语言。编译程序之前，应先对CC3000的编译链接选项进行设置，并编写命令链接文件（.cmd文件），为程序和数据分配存储空间。

5.1 命令链接文件（.cmd文件）的编写

命令链接文件定义了DSP存储空间分配情况，用于在程序链接加载过程中将编译生成的各个代码段定位到DSP程序和数据存储区上，以本文的项目为例，cmd文件如下：

MEMORY

/* 存储空间分配部分 */

{ROM： origin = 0x0 len = 0x1000

EXT0： origin = 0x200000 len = 0x020000

FLASH： origin = 0x400000 len = 0x080000

/* Flash存储器 */

RAM2： origin = 0x800000 len = 0x3000

RAM3： origin = 0x803000 len = 0x5000

MMRS： origin = 0x808000 len = 0x1800

RAM0： origin = 0x809800 len = 0x400

RAM1： origin = 0x809C00 len = 0x3C1

VECTOR： origin = 0x809FC1 len = 0x3F

/* 中断向量表 */

}

SECTIONS

/* 各段在DSP存储空间上的定位 */

{

.vectors > VECTOR

.text > RAM2

.cinit > RAM2

.const > RAM2

.switch > RAM2

.bss > RAM2

.cio > RAM2

.stack > RAM0

.sysmem > RAM1

}

MEMORY命令完成DSP存储空间的分配。本文中将DSP的存储空间分成九部分：ROM区域表示4K的内部ROM区；EXT0区域表示外部存储区；Flash表示的是Flash存储区；VECTOR区域表示存放中断向量表的存储区。

SECTIONS命令说明编译生成的各个输出段如何定位到存储器。由于在CC3000开发系统下烧写文件到Flash涉及对文件的打开与读写操作与动态存储分配操作，所以应该在SECTIONS里定义.sysmem和.cio两个段，而一般情况下这两个段在编译过程中是不产生的。.sysmem段是提供动态存储分配空间的数据区，主要由malloc、calloc和realloc等动态分配函数所使用，这些函数封装在CC3000提供的系统库函数rts30.lib中。.cio是有关文件IO操作的段，程序中涉及到对文件的打开读写等操作的时候编译才会生成该段。这两个段都是作为程序的数据定义到RAM数据存储器里。

5.2 烧写文件数据到Flash的实现

在CC3000下打开文件，读取文件数据，并将数据通过VC33写到Flash。下面以小于64K文件的烧写为例，说明在CC3000下烧写Flash的过程，程序代码如下：

FILE *fp；

unsigned int *RamAddr，i；

RamAddr =（unsigned int *）0x0803000； //存放文件数据的临时缓冲区

flashaddr=（unsigned int *）0x0400000； //操作地址为整个Flash的首地址

block=FILE_LENGTH/（64*1024）；

/* FILE_LENGTH为文件长度，block为64K数据块数 */

remain =FILE_LENGTH % （64*1024）；

/* remain为最后一块小于64K文件数据的长度 */

DSP_init（）；

//VC33初始化

if（（fp = fopen（"TestFlash.bin"，"rb"））==NULL）

exit（0）；

for（i=0；i

//打开要写入Flash的文件

{ fread（RamAddr，sizeof（char），64*1024，fp）；

//读文件数据到临时缓冲区

flash_write（flashaddr，64*1024，RamAddr）；

flash_addr+ = 64 * 1024；

// Flash地址递增

}

if（remain>0）

{ fread（RamAddr，sizeof（char）， remain，fp）；

flash_write（flashaddr，remain，RamAddr）；

}

fclose（fp）；

//关闭文件

在CC3000开发系统下，根据文件大小计算将文件数据分成多少个64K大小的块和最后一块小于64K块的长度，并对DSP进行初始化；然后以"rb"为参数调用fopen函数，即已只读的二进制文件格式打开制定的文件，如果fopen参数里没有写出文件的路径，系统默认为与CC3000生成的.out格式文件在同一个目录下，如果打开成功，获得文件句柄fp；按照块的顺序，依次以字节大小读取文件数据到0x0803000～0x0808000，并调用写Flash函数flash_write（），依次将数据写到Flash存储器（注意每次写操作结束后，Flash地址应该相应的增加）；最后关闭文件，退出程序，操作完成。

6.结束语

用软件方式，在CC3000开发系统下，由VC33控制Flash写操作，从而实现了文件数据到Flash存储器的下载过程。与编程器写Flash的方式相比，其软件烧写Flash速度快，而且无需卸下Flash芯片放在编程器上，便于调试。通过上述方法可完成VC33对AM29LV400B的烧写。其他型号Flash芯片也可按此类方法烧写。

参考文献

[1]http：///AM29LV400B DataSheet.pdf.

[2]http：///TMS320VC33.pdf.

[3]http：///TMS320C3x User’s Guide.pdf.

作者简介：

范以训（1981—），男，工程师，现供职于陕西凌云电器集团有限公司设计所，主要从事数字电路设计方面的应用与开发。

岳超峰（1978—），男，工程师，现供职于陕西凌云电器集团有限公司设计所，主要从事复杂数字信号处理、接口控制方面的应用与开发。

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