F28335的存储器与寄存器

1 存储器及CMD文件的编写

1 F28335的存储器

1.1 F28335存储器的结构

1.2 F28335存储器的映像

存储器本身不具有地址信息，它的地址是由芯片厂商或用户分配，给存储器分配地址的过程称为存储器映射，如果再分配一个地址就叫重映射。

我们将《tms320f28335 数据手册》中“3.1 Memory Maps”存储器映射图截图下来如下图所示。(更清楚的图可以参考芯片数据手册 P34 页)

F28335 是采用多级流水线的增强的哈佛总线结构，能够并行访问程序和数据存储空间。在 F28335 芯片内部集成了大量的不同的存储介质，F28335 片上有 256K×16 位的 FLASH，34K×16 位的 SARAM，8K×16 位的 BOOT ROM，2K×16 位的 OPT ROM，采用统一寻址方式（程序、数据和 I/O 统一寻址），从而提高了存储空间的利用率，方便程序的开发。除此之外，F28335 还提供了外部并行扩展接口 XINTF，可进一步外扩存储空间。

F28335 的 CPU 内核本身并不包含任何存储器，通过总线访问芯片内部集成的或者外部扩展的存储器。其总线按照改进哈佛结构，分成了 32 位的数据读、数据写数据总线，地址读、地址写总线，公用数据总线即程序总线，包括 22 位的 程序地址总线，用于传送程序空间的读/写地址，32 位读数据程序总线，用于读 取
程序空间的指令或者数据。改进的哈佛结构其实是综合了冯.诺依曼结构的简 洁，哈佛结构的高效。F28335 应用 32 位数据地址和 22 位程序地址控制整个存 储器以及外设，最大可寻址 4G 字的数据空间和 4M 字程序空间。

通常写的程序所需存放空间 4M 已经足够了，如果大于 4M，意味着程序空间 不够处理，在实际中采用分页处理的方式，因为实际寻址数据控制为 4G，通过分页机制可以扩展实际寻址的程序空间。要找到对应程序的空间地址与数据的空间地址，就需要对空间地址进行编码，将空间地址进行逻辑编码就是映射。

从上图可以看到，F28335 对数据空间和程序空间进行了统一编址，有些空间既可以作为数据空间也可以作为程序空间，有些空间只能作为数据空间，有些空间是受到密码模块保护，有些空间地址是作为保留的，具体内容就要仔细对照这 张图来进行查阅了。

上图右半部分主要是通过 XINTF 外扩的存储空间，当片内数据存储空间不够的时候，我们可以外扩存储器。其中的保留区是为片内存储器所占的地址。

F28335 的各存储器地址都是连续编码的，且空间地址是唯一的。上图中左半部分首先对 M0 SARAM 从 0x000000 开始编码一直到 0x000400 结束，可以算出这是 1K16 的大小。当 STE 状态寄存器 VMAP=0 时，0x000000-0x000040 作为中断 向量的存储空间。M1 SARAM 从 0x000400-0x000800 也是 1K16 位大小，接着是 外设帧 0/1/2/3，这 4 个空间只能是数据空间，不能是程序空间，这些空间存放 着 F28335 外设寄存器，其中外设帧 1/2/3 空间是 Protected，表示这三个空间 存放的寄存器不可以随便配置，若要对存放在 Protected 空间内的寄存器进行配 置，要进行 EALLOW 声明，以 EDIS 结束声明，起到保护和警示作用。中间插了个 PIE 向量存储空间。0x002000-0x005000 是保留区，这段保留区被用作外部扩展 区 0，从这里也可以看到保留区的作用，这个外扩区同样也是受保护的，要改写 存放在该区域的寄存器值时同样需要 EALLOW 声明。外扩区还有两个分别为 1M 大小的 6 区与 7 区。接下来是 L0-L7 的 SARAM 区，均为 4K
大小，下边是 256K的 FLASH 空间，中间 0X33FFF8-0X340000 共 128 位用来保存 CSM 模块密码，保护FLASH、L0-L7、OTP 空间内存放的数据，下边是 2K 的 OTP 空间，其中 1K OTP 空 间主要是 TI 用来测试的引导程序，接下来是 L0-L3 SARAM空间，这是个双映射空间，也就是名字是一样的，但空间地址不一样，这样有利于数据备份。接下来是个 8K 的 BOOT ROM 空间，用来存放 Bootloader 程序，系统初始引导程序。

1.3 F28335 存储器特点

F28335 片上有 256K×16 位的 FLASH，34K×16 位的 SARAM，8K×16 位的 BOOT ROM，2K×16 位的 OPT ROM，采用统一寻址方式（程序、数据和 I/O 统一寻址）， 从而提高了存储空间的利用率，方便程序的开发。除此之外，F28335 还提供了外部并行扩展接口 XINTF，可进一步外扩存储空间。

（1）片上SARAM

SARAM 即为单口随机读/写存储器，有别于双口 RAM，双口 RAM 是在一个 SRAM存储器上具有两套完全独立的数据线、地址线和读写控制线，并允许两个独立的 系统同时对该存储器进行随机性访问，即共享式多端口存储器。F28335 片内共 有 34K*16 位单周期单次访问随机存储器 SRAM，被分成 10 块，它们分别为 M0、 M1、L0-L7。

M0 和 M1 块 SRAM 的大小均为 1K*16 位，当复位后，堆栈指针指向 M1 块的起始地址，堆栈指针向上生长。M0 和 M1 段都可以映射到程序区和数据区。

L0-L7 块 SRAM 的大小均为 4K*16 位，即可以映射到程序空间也可以映射到数 据空间，其中 L0-L3 可映射到两块不同的地址空间并且受片上的 FLASH 中的密码 保护，以免存在上面的程序或数据被他人非法复制。

（2）BOOT ROM

BOOT ROM 可以叫做引导 ROM，主要装载了 TI 的引导装载程序，实现 DSP 的Bootloader 功能。MP/MC=0 时，DSP 被设置为微计算机模式，CPU 在复位后，指令跳转到 0X3FFC00-0X3FFFBF 区间内，执行 Bootloader 程序，这个在后面章节我们在来介绍，这里先不用管它。

（3）片上 FLASH和OTP

F28335片上由256K16位嵌入式FLASH存储器和2K16位一次性可编程EEPROM 存储器，它们均受片上 FLASH 中的密码保护。FLASH 存储器由 8 个 32K*16位扇区组成，用户可以对其中任何一个扇区进行擦除、编程和校验，而其它扇区不变。但是不能在其中一个扇区上执行程序来擦除和编程其它的扇区。其主要有 以下特点：
①整个存储器分成多段
②代码安全保护
② 功耗模式
③ 根据 CPU 频率调整等待周期
⑤FLASH 流水线模式能够提高线性代码的执行效率

F28335 片内 FLASH 存储器的分段情况如下所示：

F28335 的 OTP 存储器也是统一映射到程序和数据存储器空间，即可以为数据 存储也可以为程序存储器，与 FLASH存储器不同的是它只能被用户写一次，不能再次被擦除。

FLASH 与 OTP 存储器的功耗模式有以下三种状态：
（1）重启或者睡眠状态
芯片复位后，FLASH 与 OTP 处于睡眠状态，CPU 在 FLASH 和 OTP 存储器映射区域读数据或取代码使得状态改变，从睡眠状态变为备用状态，进一步会变为激活状态，在状态转换过程中，CPU 自动延迟等待，一旦状态转换完成，CPU 自动延迟等待，一旦状态转换完成，CPU 的访问恢复正常。

（2）备用状态
该状态的功耗要比睡眠状态大，需要较短的时间就转变为激活状态或者读状态。在状态转换过程中，CPU 自动延迟等待，一旦状态转换完成，CPU 的访问恢复正常。

（3）激活状态
在 激 活 状 态 下 ， CPU 在 FLASH 与 OTP 的 存 储 器 映 射 空 间 内 读 取 访 问 收 到 FBANKWAIT 寄存器与 FOTPWAIT 寄存器控制。在状态转换时，从低功耗模式转换到了高功耗模式，延时是必要的，通过延时可以使用 FLASH 能够处在稳定的激活 状 态 。 在 延 时 器 件 ， CPU都会自动等待直到延时完成为止 。睡眠到备用受FSTDBWAIT控制，备用到激活受 FACTICVEWAIT 寄存器控制。 对FLASH和OTP存储器来说，CPU读写数据操作主要有以下3种形式：
1、 32位取指令。
2、 16 位或32位数据空间读操作。
3、 16 位程序空间读操作。

一旦 FLASH 处于激活状态，那么对存储器映射区的访问可以被分为 FLASH 访问或OTP访问，OTP存储器小于4M ，在22位取址范围内，FLASH则大于4M ,所以 FLASH 访问的时候又分为了存储器的随机访问与存储器的页访问。FLASH 存储器是以阵列形式组成，每行有 2048 位。首次访问的某一行称 为随机访问，若
随后又访问该行则被称为页访问，一个随机和页访问的等待状态 数可以通过 FBANKWAIT 寄存器编程配置，随机访问的状态数由 RANDWAIT 位来 控制，指定访问的等待状态数由PAGEWAIT 位来控制。

OTP存储器的访问速度通常可以通过寄存器FOTPWAIT中的OTPWAIT中位来控制。OTP存储器的访问时间比FLASH要长。

FLASH 的流水线模式： FLASH 存储器数据掉电不丢失，所以通常用来保存应用代码。在代码执行期间，除非有中断发生，指令可以从存储器地址中连续获取，连续地址中的部分代码组成了主要的代码，又称为线性代码。为了提高线性代码的执行性能，可以采用FLASH流水线模式。FLASH 流水线模式在默认状态下无效，通过设置 FOPT 寄存器中ENPIPE位使能流水线模式，并且 FLASH 流 水线模式独立于 CPU 的流水线模式。

（4）代码安全模块 CSM

代码安全模块 CSM 是 F28335 上程序安全性的主要手段，它禁止未授权的用 户访问片内存储器，禁止私有代码的复制或者逆向操作。

（5）外设帧PF

（1）功能说明
安全模块限制 CPU 去访问片内存储器。实际上，对各种存储器的读／写访问都是通过 JTAG 端口或外设来进行的，而 CSM 模块所谓的代码安全性主要是针对片内存储器的访问来定义的，用来禁止未经授权去复制私人代码或数据。

当 CPU 访问片内存储器受到限制的时候，器件即处于保密、“安全”的状态。 当处于保密状态时，根据程序计数器当前指针的位置，可能有两种保护类型。如 果当前代码正运行在受保护的内部安全存储器模块上时，仅仅是 JTAG(即仿真器）的访问被阻断，而受安全保护的代码是可以访问受安全保护的数据的，相反， 如果代码运行在不受保护的非安全区时，所有对受保护的安全区的访问都被阻断。用户的代码可以动态地跳进或者跳出受保护的安全区，因此允许程序从不受保护的非安全区域调用函数，类似地，中断服务程序放在了安全受保护区域，而 主程序运行在不受保护的非安全区域。因为程序中总是有部分受到保护的。通过 一个 128 位的密码（相当于 8 个 16 位的字）来对安全区来进行加密或解密。这 段密码保存在 FLASH 的最后 8 个字中(0X33FFF8-OX33FFFF)，也就是密码区中 （PWL) ，通过密码匹配（ PMF ) , 可以解锁器件。

如果密码保护区中的 128 位数都是同一个数，这个器件不受保护，全是同一个数有两种可能，一种全为O，另一种全为1 ，一个新的FLASH或FLASH 被擦除后，就变为全 1 了，这样只要读一下密码区就能破解，还一种情况就是全为O，这时候器件是被加密了，但是不管密钥寄存器的内容是什么，器件都处在加密状态，即该器件无法解锁，这时候芯片就被完全锁住了，因此不要用全O作为密码。如果在擦除 FLASH 的期间，芯片复位了，那这个芯片的密码就不确定了，也不能解锁。芯片不能解锁（用全零作为密码、 FLASH 擦除期间复位、忘记密码），这时候芯片就完全锁住了，只能用来调试，而无法重新烧写程序。 用户用来解锁的寄存器为密钥寄存器，在存储空间映射地址为 0x0000 OAEO-0x00000AE7 ，该区域受EALLOW保护。当这个128位的密钥为全1时，密钥寄存器不需要与之匹配。当一开始调试FLASH区加密的芯片时，仿真器取得CPU的控制权需要一定的时间，在此期间，CPU正在开始运行，并且会执行保护加密区的操作，这个操作会引起仿真器断开连接，有两个方法可以解决这个问 题。

1 采用 wait-in-Reset 仿真模式，这种方法是让芯片保持在复位状态直到仿真器得到控制，这种方法要求仿真器要能支持这种模式。

2 采用 Branch to check boot mode 引导。这个方法会持续不停地让引导模式选择引脚。可以选择这种引导模式,一旦仿真器通过重新映射PC到另外 的地址或者改变引导模式选择引脚以进人引导而进行连接。

（2）CSM 对片内资源的影响

void InitSysCtrl(void)
{
Uint16 i;
volatile Uint16 *PWL;//定义一个 PWL 指针
/*
.....其它初始化过程省略 
*/
PWL=&CsmPwl.PSWD0;//PWL 指针指向 PSWD0 处 
for(i=0;i<8;i++)