一步一步学TMS320C5410系列之-（2）存储空间配置

homeway · 发表于 2012-11-27 16:42:19

（2）存储空间配置

潮风工作室吴宏伟 2012.11.27

　　有过51单片机或其它单片机开发经验的人，对存储器都会有一定的了解，但是不会特别去关心（除非是搞工程应用的），因为ROM对应是存放程序代码，程序大了相应选择ROM空间大的即可，RAM对应程序变量，RAM较小则不要声明太多变量，如果不小心程序太大或者变量太多了，也会有编译器（准确来说是链接器）来告诉你RAM或ROM溢出了。
　　这种思想搬到DSP来就是不行的，学习DSP第一步就搞懂存储空间是怎么去配置的，因为这里面会有ROM映射到数据空间，或者RAM映射到程序空间的问题，而现在链接器是不知道你具体要怎样去配置，需要你告诉它，这就是CMD文件的作用。
　　
　　这里首先要区别两个概念：存储器和存储空间。存储器是一种物理空间，是真正可以用来存放数据或者程序的空间，比如你的内存是2G，实际上就是指它可以存放2G字节的数据，但是我们又不能直接去访问这种物理空间，因为它没有地址（在单片机上或者DSP或所有CPU上没有地址的东西是不可能被访问到的），它需要被编址以后才能被访问，即把它放到某个已经编址的空间中去，这就是映射。存储空间正是这种映射空间，它本身是个“虚无”的空间，但是它已经被编址（如64K的空间就是0x0000 - 0xFFFF),这个空间的大小往往比实际上的物理空间大很多，然后你可以把你的物理空间映射到其上面去，如你的RAM是8K，那么你可以把它映射到数据空间的0x0000 - 0x1FFF地址上，或者映射到数据空间的0x2000-0x3FFF上去，访问这个地址上的内容，就是访问你的RAM上的内容，而访问其他地方（未被映射的地址），你访问到的内容都只会是0x0000或者0xFFFF;也就是说，只有那些有物理空间映射到上面去的存储空间，才是我们真正能够去读写的空间。下面是图解说明：

图1 映射示意图
　　说了这么多，现在就开始讲下TMS320C5410的存储器配置，上文已经讲过，它片内有16kW (W即字，此时1W=16bit=2Byte，谨记！)的ROM, DARAM为8kW, SARAM为56kW。而5410有192kW的寻址空间，分为64kW的程序空间，用来存放程序代码；64kW的数据空间，用来存放变量等数据，64kW的IO空间，用来访问外部扩展的通用IO口，通常我们会用一片CPLD芯片来扩展DSP的IO口，因为DSP的通用IO口很少。那么我们应该怎么去配置片内的ROM和RAM，让他们映射到正确的空间中去呢？以及怎么编写CMD文件呢？处理器模式状态寄存器（PMST)就是用来配置存储空间的，MP/MC、OVLY和DROM这几位也影响着存储空间的配置。而看看我们CMD文件框架，你也很容易明白，其实PAGE 0、PAGE 1、PAGE 2 就分别对应我们的64kW的程序空间、数据空间和IO空间。

MEMORY
{
PAGE 0: /* PROGRAM MEMORY */
PAGE 1: /* DATA MEMORY */
PAGE 2: /* I/O MEMORY */
}

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首先来说程序空间。DSP片内的ROM和单片机片内的ROM有所不同，它的内容是不能够被修改的，虽然说5410内部有16kW的ROM，但是它里面存放的只是一个引导程序和一些数据查找表，我们不能用它来装载我们的代码。通常我们的代码是放在RAM里面去运行的，以保证DSP有足够快的运行速度。MP/MC决定了要不要使能片内的ROM，而OVLY则决定了要不要把RAM映射到程序空间中去，不同的配置，结果如下图：

图2. 程序空间和数据空间配置
　　由图我们可以知道，当MP\MC=0时，片内16kW的ROM会被映射到程序空间第0页的C000h-FFFFh地址，MP\MC=1时则不进行映射。而当OVLY=1时，片内8kW的DARAM被映射到第0页的0080h-1FFFh, 注意此时0000h-007Fh是保留区域，片内前24kW的SARAM被映射到第0页的2000h-7FFFh，那么，如果我们要存放程序的话，就可以从0080h开始存放。此时我们就可以来看我们的CMD文件里面是怎么写的：

　　PAGE 0: /* PROGRAM MEMORY */
　　 VECS: origin=0080h, length=0080h
　　 PROG: origin = 0100h, length = 0f00h

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此时我们可以看到中断向量表被存到了 0080h-00FF区域，而我们的程序代码被放到了0100h开始的区域，这两片区域看起来是程序空间，但实际上却是我们片内RAM存储器，这样，我们的代码就被下载到了RAM进行运行。
可能你已经注意到了，上有提到了“程序空间第0页”，没错，程序空间是分页的，总共有128页，所以总共可以寻址64kW X 128的空间，用XPC寄存器来存储当前页码。不同页的配置如下图，在些不再细讲：

图3. 程序存储器的分页配置

再来看我们的数据空间，注意到我们数据空间0080h-7FFFh也是映射了我们的片内RAM存储器，和程序空间的0080h-7FFFh是一样的，所以0080-0FFF已经被用来存储代码，那现在要存储变量或者堆栈，就只能从1000H开始，这里我们只用了12kW的大小，实际上可用空间为60kW,所以我们的长度可设为E000h,以便最大程度地利用片内的资源。

PAGE 1: /* DATA MEMORY */
DRAM_1 :ORIGIN=1000H , LENGTH=3000H

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讲了这么多，是时候来验证我们的思路是对不对了，我们打开上次LED_Control的工程，编译之后把程序加载到开发板上去，这里，我们来查看我们各个存储器中的内容,点击CCS开发环境的View菜单->Memory...，在弹出来的对话框里设置地址为0080h，Page为Data，即查看数据空间0080h开始的内容；再次点击View->Memory...，设置地址为0080h,Page为Program，即查看程序空间0080h开始的内容；再打开View->Registers->CPU Registers,查看CPU的各个寄存器，那么，我们就可以看到如下图的结果：

图4. Memory窗口

图5. 状态图

而查看程序空间的0100h开始的内容，就可以看到，我们的C程序所生成的机器码：

图6. 程序代码所对应的机器码
　　作为一个DSP程序员，我们应该将十分清晰地知道各个存储空间是怎样配置的，并将它牢记在心中。
附件1，5410.CMD文件的内容

附件1，5410.CMD文件的内容

-stack 200
MEMORY
{
PAGE 0: /* PROGRAM MEMORY */
VECS: origin=0080h, length=0080h
PROG: origin = 0100h, length = 0f00h
PAGE 1: /* DATA MEMORY */
DRAM_1 :ORIGIN=1000H , LENGTH=3000H
DMA_DATA :ORIGIN=5000h , LENGTH=600h
PAGE 2: /* I/O MEMORY */
IO_EX :ORIGIN=0000h , LENGTH=0FFF0h /* External I/O mapped peripherals */
IO_IN :ORIGIN=0FFF0h, LENGTH=0Fh /* On–chip I/O mapped peripherals */
}
SECTIONS
{
/*.reset :{} > VECS PAGE 0*/
.vectors :{} > VECS PAGE 0
.text :{} > PROG PAGE 0
.cinit : {} >PROG PAGE 0
.data :{} > DRAM_1 PAGE 1
.stack :{} >DRAM_1 PAGE 1 /*系统堆栈,for C language */
.bss :{} > DRAM_1 PAGE 1
.const :{} > DRAM_1 PAGE 1
.output :{} > DRAM_1 PAGE 1,align(2048)
coffbuf :{} > DRAM_1 PAGE 1
}

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附件2：参考书籍

附件3：如何编码存储器配置文件

附件2：如何编写存储器配置文件

laixiaoshuai90 · 发表于 2012-11-27 18:28:46

不错。lz,加油！

ihaveadre.am · 发表于 2012-11-29 10:19:43

跟帖前进~

xdming · 发表于 2012-12-25 13:27:16

支持。。。。。。。。。。。。。。。。。

simple_wyj · 发表于 2013-4-25 17:27:38

标记一个，对存储空间的理解确实是学习DSP中必须经历的

zhuyitou · 发表于 2015-3-6 22:56:33

哎，人比人气死人，LZ，你这么老的帖子被我翻出来，也不错，在网上找这么久了，没有你这个描述的清楚，让小弟很佩服，正正真真的浅入深出，后面怎么没见你更新了，为什么中断了呀？项目终止了？想学学，C5416如何把程序烧进外挂的FLASH中，希望LZ赐教

一步一步学TMS320C5410系列之-（2）存储空间配置

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