DS89C450片上1 KB數(shù)據(jù)存儲器的使用 - 基于DS89C450的Xilinx PROM在系統(tǒng)編程設計

　　無論是在IAP程序更新高32 KB區(qū)的用戶代碼時，還是在刷新Platform Flash PROM內(nèi)的配置數(shù)據(jù)時，在DS89C450和上位機之間都會有大量的數(shù)據(jù)傳遞。DS89C450內(nèi)部集成了1 KB的數(shù)據(jù)存儲器，它將用作數(shù)據(jù)的緩存，因此不需要再擴展外部數(shù)據(jù)存儲器。同時，采用匯編語言開發(fā)，將有效提高資源的利用率。這1 KB數(shù)據(jù)存儲器在默認情況下是不可用的，需要設置相應的特殊功能寄存器位來激活。將DME0位(PMR.0)置1激活它，激活之后采用MOVX指令訪問，相比訪問外部擴展的數(shù)據(jù)存儲器速度更快。

　　4 DS89C450與Xilinx Platform Flash PROM

　　結(jié)合Xilinx的器件，先簡要介紹JTFAG接口的工作原理。

　　JTAG又稱為邊界掃描(boundary scan)，是符合IEEE STD 1149.1的通信標準，它含有一個TAP控制器，也就是一個狀態(tài)機。所有的指令、數(shù)據(jù)的輸入以及數(shù)據(jù)的輸出都是在狀態(tài)機的控制下完成的，如圖3所示。

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　　JTAG接口一般用到了下面4根線：

　　TMS——模式選擇輸入，在TCK的上升沿送入TAP控制器，用于狀態(tài)的轉(zhuǎn)換;

　　TDI——輸入引腳，指令和數(shù)據(jù)通過它在TCK的上升沿送入TAP控制器;

　　TDO——輸出引腳，數(shù)據(jù)在TCK的下降沿由此輸出;

　　TCK——輸入時鐘，為TAP控制器的輸入和輸出提供時序控制。

　　TAP控制器含有1個指令寄存器和若干數(shù)據(jù)寄存器(數(shù)據(jù)掃描鏈)，對于Xilinx的可編程邏輯器件，其指令寄存器一般為8位。TAP控制器的工作流程是，通過TMS引腳，使狀態(tài)機按照圖3所示的轉(zhuǎn)換圖處于某一狀態(tài)下，送入特定的指令，TAP控制器對指令進行譯碼，譯碼結(jié)果將產(chǎn)生相關(guān)動作，例如選擇一條數(shù)據(jù)掃描鏈準備接收數(shù)據(jù)，或捕獲功能引腳信號到數(shù)據(jù)寄存器等。

　　本設計中，硬件連接圖如圖4所示，每個JTAG接口都與一片74AHCT245相連，DS89C450的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分別對應TMS、TD-I、TDO、TCK的功能;而P1.4、P1.5、P1.6、P1.7通過譯碼器74HC138構(gòu)造片選邏輯。當P1.7為低電平時，譯碼器74HC138所有的輸出引腳/Y0～/Y7均為高電平，所有74AHCT245的/0E腳均為高，因此，所有的JTAG接口均未選中，這時，它們都可以通過Xilinx Impact軟件進行操作。這個狀態(tài)作為系統(tǒng)上電之后的默認狀態(tài)。圖4作為示意圖，只畫出了2個JTAG接口，而最多可以連接8個JTAG接口。

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　　當需要對某個JTAG連接的Platform Flash PROM編程時，上位機通過串口向DS89C450發(fā)出命令，DS89C450收到正確的命令之后，打開譯碼器的G1門，對8個JTAG接口進行掃描，將掃描到的IDCODE上報上位機，空的JTAG接口將掃描到全“1”碼;然后，上位機送出需更新代碼的板卡地址，DS89C450根據(jù)這個地址選擇指定的JTAG接口(即選擇了需要更新代碼的PlatformFlash PROM)，自動升級也就開始了。升級結(jié)束，關(guān)閉譯碼器的G1門，回到默認狀態(tài)。

　　一般情況下，具體到某一塊板卡，其上的JTAG插針，是將Platform Flash PROM的JTAG和FPGA的JTAG串聯(lián)起來的菊花鏈結(jié)構(gòu)。例如，插針的TDI→(TDI，TDO)→(TDI，TDO)→插針的TDO，用括號內(nèi)的表示XCF01S或FPGA。因此，在圖4中的JTAG接口指的是JTAG插針，而非某個具體器件的JTAG口?；谶@一點，DS89C450要實現(xiàn)對Platform Flash PROM的操作，需要將菊花鏈中的FPGA旁路(bypass)。

　　要對Platform Flash PROM的內(nèi)容進行更新，上位機需將新文件(bin格式)按照一定長度的字節(jié)數(shù)分批次送給DS89C450，DS89C450將本次收到的定長數(shù)據(jù)寫入Platform Flash PROM，寫完之后，準備接收下一幀，依此往復，直到將新文件處理完。

　　對于XCF01S，其扇區(qū)大小為256字節(jié)，下面以每次傳輸256個字節(jié)為例，圖5給出了操作Platform Flash PROM的指令及編程流程。表1為操作Platform FlashPROM的指令。

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　　結(jié)語

　　本設計的優(yōu)點是低成本、高性能、高靈活性。低成本體現(xiàn)在硬件上，用到的器件少，節(jié)省電路板空間;DS89C450是一款高性能的單片機，速度快，工作穩(wěn)定;高靈活性體現(xiàn)在2個更新——一是可通過IAP程序更新DS89C450內(nèi)部高32 KB區(qū)的用戶程序，二是可通過DS89CA50內(nèi)部高32 KB區(qū)的用戶程序來更新Platform Flash PROM內(nèi)的數(shù)據(jù)。同時，多片Platform Flash PROM的更新實現(xiàn)。這樣，整個系統(tǒng)的更新維護將十分方便。