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TMS320C2xx是美国TI（德州仪器）公司继TMS320C2x和TMS320C5x之后推出的一种低价格、高性能16位定点运算DSP。其CPU 接近于TMS320C25，但时钟速率提高、指令集更为丰富和优化、片内外设向TMS320C5x靠拢，可以将其视为TMS320C5x的精简版。TMS320C2xx的性价比很高，目前已成为高档单片机的理想替代。TMS320C203（以下简称 ' C203）是TMS320C 2xx系列中应用较为广泛的一种，本文拟就对TMS320C203的引导加载功能加以扩展，以支持更为广泛的应用。
1 TMS320C203器件特点 'C203的主要性能如下：
（1）指令周期为50ns、35ns或25ns；
（2）可寻址224K存储空间——64K程序、数据和I/O空间以及32K扩展数据空间；
（3）丰富的片内外设——同步串口、异步串口、锁相环、软件等待状态发生器；
（4）源码向下兼容TMS320C25，向上兼容TMS320C5x；
（5）强大的指令集——单周期乘/加、块移动、多条件转移和调用、位倒序寻址；
（6）从片外ROM中自动引导加载程序的功能。 2 引导加载（boot loader） 引导加载是指器件复位时执行一段引导程序，一般用于从端口（异步串口、I/O口或HPI主机接口）或EPROM/FLASH等非易失性存储器中加载程序至高速RAM 中运行。人们所以要采用DSP，主要目的是利用其高速运算能力。然而，目前市场上通用的非易失性存储器速度都比较慢，少数高速器件则容量有限、价格昂贵。与此同时，高速、大容量静态RAM的价格已下降很多。因此，针对高速CPU来说，将存放在慢速非易失性存储器中的程序加载到高速静态RAM中运行是一种惯常用法。
'C203具有544字的片内RAM，其中的256字可配置为程序存储器。这种片内RAM配置，对于稍微复杂一点的应用来说，一般都需外扩数据和程序 RAM。'C203支持上电后自动从8位EPROM/FLASH中加载程序至16位RAM中。在设计中，可采用简单的译码电路，使数据RAM 和程序RAM共享同一片物理存储器（如果是8位，则需两片），以减少印制电路板的面积。
引导加载程序一般被固化在片内ROM中，但 'C203片内并无ROM。那么，引导加载程序究竟位于何处？原来， 'C203片内有一块映射至地址FF00H处的PLA，其中存放有这段程序。利用XDS510仿真器，执行RESET功能，即可看到这段引导加载程序。
由于被加载程序存放在映射至32K全局数据空间的8位（一个16位字被拆成连续的两个8位字节）存储器中，因此被加载程序的容量限制在16K字以下。该容量对于一般应用已经足够，但一旦应用程序超出这个范围，片内原有的引导加载就不再适用。为此，我们编写了一段扩展加载程序，目的是支持0～64K字范围内的用户程序加载。上电后，片内引导加载程序首先将这段扩展程序加载到RAM中，再由这段扩展程序将最终的用户程序加载到RAM中运行。下面具体介绍相关的硬件电路和软件设计。 3 硬件设计 3.1 FLASH的选择与配置 鉴于FLASH存储器的可多次擦写、大容量、低价格，为此选择采用TI公司的TMS28Fxxx系列。为了能够存放最大64K×16位字的用户目标程序以及另外的扩展加载程序，最终决定采用TMS28F020（以下简称28F020）。为了提高目标板的应用范围并充分利用FLASH的剩余空间，我们还在28F020的剩余空间中存放了一段简单的监控程序，可通过 C203的异步串口与PC机进行通信，以进行简单的调试。28F020的配置如图1。 
3.2 FLASH译码电路设计 涉及28F020的译码电路，共有4个引脚需重点考虑：（片选）、A17、A16和A15。为了给用户程序留出最大可用的数据空间，被加载的程序被映射至32K的全局数据空间。为此，需将28F020分成八个32K页，这可由A17、A16和 A15来区分。'C203共有四个通用I/O引脚，IO0～IO3，复位后这四个引脚缺省配置为输入。可将IO2、IO1上拉后直接连至28F020的 A15和A16，并在扩展的加载程序中用软件来控制IO2和IO1引脚的状态，从而达到控制A15和A16引脚之目的。由于全局数据空间与局部数据空间共享数据空间的高32K地址（8000H- FFFFH），因此 'C203的A15在加载期间一直为高电平，而用户程序又位于28F020的高端（A17为高），为此考虑将 'C203的A15直接连至28F020的A17。但扩展引导加载程序位于28F020的低端（A17为低），因此可将 'C203的A15和IO0（上拉后）逻辑“与非”后连至28F020的A17。上电后，A17为低电平，片内引导加载程序从28F020的 1,8000H处加载扩展的加载程序；然后，扩展加载程序执行，配置IO0、IO1、IO2为输出，且设置IO0为低电平，使得A17为高电平，传送第一块32K×8位的用户程序；再依次设置相应的IO1、IO2，实现软分页。另外，根据图1中的存储器配置，可在IO1和28F020的A16间连线上设置一接地跳线，以在复位时分别使能监控程序和扩展引导加载程序的加载。在加载程序访问全局数据空间期间，（总线请求）信号一直有效，因此可将用作28F020的片选信号。相关译码电路见图2。
图2 28F020的部分译码电路 3.3 静态RAM译码电路设计 为支持最大范围的程序和数据空间寻址，我们采用了两片128K×8位的SRAM。如果可得到128K×16位的SRAM，则只需一片，可进一步减少PCB板的面积。关于这部分的译码电路，重点需解决片选信号。由于程序和数据共享这两片SRAM，故片选逻辑可表示为=（·）。但由于在访问全局数据期间，也为有效低，为防止访问全局数据空间时对SRAM的错误访问，可采用信号封锁SRAM的信号。因此，片选逻辑最终可表示为=（·）+ 。另外，'C203的信号在数据空间无效期间一直为高，可直接连至628128的A16。从而，在为低期间，数据空间有效，并占据128K SRAM中的低64K；在为低期间，程序空间有效，占据高64K。其中一片628128的译码电路见图3。 
图3 628128的部分译码电路
4 软件设计 4.1 目标程序格式
图4 片内引导加载支持的目标程序格式 
图5 扩展引导加载支持的目标程序格式
片内引导加载程序支持的目标程序应符合如图4所示的格式。开始的4个字节分别存放目的地址和目标程序长度。6.63以上版本的汇编工具包支持这4个字节的自动插入，而6.60及以下版本则需手工计算并编辑目标代码以符合这种格式。
由于扩展引导加载程序需考虑支持64K以上的用户程序，故需要采用4个字节来存放最终用户目标程序长度，相应的被加载程序格式见图5。
其中，程序长度N=（字节数/2-1）；由于片内引导加载程序退出时将程序转移至0000H处，故目的地址只能为0000H。也就是说，片内引导加载程序将首先把28F020中的扩展引导程序加载至程序空间的0000H处。为此，扩展引导程序在开始运行时应首先将自身复制到程序空间的高端，从而为进一步加载最终用户程序让出空间。 4.2 程序流程图 扩展加载程序流程图如图6所示。 
图6 扩展加载程序流程图 4.3 复制自身至高端 扩展加载程序如何将自身复制至程序空间高端，是本软件设计要点之一。TMS320C2xx不支持程序空间中的指令移动，但允许程序空间和数据空间之间进行数据传送。为此，可考虑利用TMS320C203的片内RAM B0块，该块可由软件配置为数据或程序存储器。首先，将B0块配置为数据存储器，循环利用TBLR指令将程序空间0000H开始的扩展加载程序读至数据空间0200H开始的B0块中；移动完毕，再将B0块配置为程序存储器（FF00H开始）。相关代码如下： .text
XFER_BOOT:
；Config block B0 to data(0x200H-0x2FFH)
CLRC CNF
MAR *, AR1
；Load B0 start address 0x200H to AR1
LAR AR1, #B0_SADDR
； Load the start address of extended
；boot loader to ACC
LACC #boot_end
；start address-end address=length
SUB #boot_start
SACL TEMP
LACC #boot_start
RPT TEMP
TBLR *+
； Config block B0 to program(FF00H)
SETC CNF
B BOOT
.sect "bootext"
； the start address of extended boot loader
.label boot_start
BOOT:
...(扩展加载程序主体)
； the end address of extended boot loader
.label boot_end 4.4 存储块边界考虑 扩展加载程序以32K为单位将28F020高半部中的用户程序分块传送到SRAM中。并且，RPT n（重复）指令是将后续指令重复执行n+1次。在此过程中，要特别注意边界条件。为此，以下两点应重点考虑：
1. 即使长度高位字Nh=0，但如果长度低位字Nl≥FFFAH，用户程序也将占据28F020中第三块32K用户程序空间的开头几个字节；
2. 如果长度高位字Nh> 0，在考虑长度低位字Nl时，需加上由于目的地址和长度占据的6个字节。 参 考 文 献 1 Texas Instruments User’s Guide of TMS320C2xx. TI, 1995 2 Texas Instruments Data Sheet of TMS320C203/209. TI, 1995
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