基于IP核的PSTN短消息終端SoC軟硬件協同設計

　　設置Modem為FSK模式：

void Modem_SetMode_FSK() {
MODEM_CTRL = modem_ctrl_mirror (~MODEM_B0_MODE);
modem_ctrl_mirror = modem_ctrl_mirror (~MODEM_B0_MODE);
}

　　在初始化程序中對這些“只寫”寄存器及其鏡像全局變量進行賦值。

void DevicesInit() {
MODEM_CTRL = MODEM_CTRL_INI;
modem_ctrl_mirror = MODEM_CTRL_INI;
}

3.3 存儲空間的劃分和映射

　　在物理上，把8KB的片內RAM分為兩部分，0000H～1BFFH（共7 KB）映射到數據空間，1C00H～1FFFH（共1 KB）映射到程序空間，并覆蓋Flash中程序空間的1C00H～1FFFH區域；把512 KB的Flash存儲器也分成兩部分，00000H～0FFFFH（共64 KB）映射到程序空間，剩下的10000H～7FFFFH（共448 KB）都映射到數據空間。

　　對微控制器核來說，可以尋址64 KB的程序空間和64 KB的數據存儲空間。對整個SoC而言，因為Flash中的程序空間有1 KB被RAM程序空間覆蓋掉，所以邏輯上它的程序空間依然是64 KB，但數據空間變為7 KB＋448 KB，共455 KB。微控制器核通過擴展的SFR寄存器FLASH_PAGE按32 KB×16頁的頁面方式訪問Flash存儲器，其中包括程序空間和數據空間，如圖3所示。

圖3 程序空間和數據空間的劃分和映射

　　在對Flash存儲器件進行寫操作后的某一段時間內（從幾十μs～幾百μs），對它進行讀操作是不能讀出一個確切值的，這是Flash存儲器件的一個特性。本設計中程序和數據存放在同一個AM29LV040 Flash存儲器中。在對Flash存儲器進行寫操作時，要不斷地從其中讀出進行寫操作的程序指令，然后對它本身進行寫操作。微控制器核在20 MHz的時鐘頻率下，指令周期大約是200 ns，即每隔200 ns左右，SoC就要從Flash存儲器中讀取一條指令。這顯然和上述的Flash存儲器特性發生了沖突。

　　通過對編譯環境的設定，可以把進行寫Flash操作的函數unsigned char WriteData_FLASH (unsigned char * dest, unsigned char *scr, unsigned int len) 和Flash扇區擦除函數unsigned char EraseSector_FLASH (unsigned char sector_index)定位到程序空間的1C00H～1FFFH，并備份到數據空間的0EC00H～0EFFFH。在應用程序的設備初始化函數void DevicesInit()中，調用加載函數void LoadFLASHOpToRAM()，把對Flash進行寫或者擦除操作的這1KB的程序代碼從Flash加載到RAM的程序空間。以后凡是涉及到對Flash的寫或者擦除操作，都由硬件邏輯切換總線到RAM去執行這一段程序代碼。這樣，以不大的RAM開銷，解決了不能同時對Flash進行讀和寫操作的矛盾。函數void LoadFLASHOpToRAM()的代碼如下：

#define PROG_RAM_DATA0xEC00
#define PROG_RAM_DATA_PAGE9
static unsigned char xdata RAM_prog[1024] _at_ 0x1C00;
void LoadFLASHOpToRAM(){
unsigned char xdata * p;
FLASH_PAGE = PROG_RAM_DATA_PAGE;
p = (unsigned char xdata *)PROG_RAM_DATA;
memcpy(RAM_prog,p,1024);
}

4 總結

　　本文詳細講述了在基于微控制器IP核PSTN短消息終端SoC設計中軟硬件協同設計的方法。在合理劃分硬件和軟件任務的基礎上，使設計更好地達到了系統性能的要求。現在SoC已經在Xilinx VirtexII 2v1000 FPGA驗證平臺上順利運行，并成功進行了和服務器的互聯互通測試。