CCS 中CMD文件的原理

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1、CMD 文件的原理 玄德（网名）于 2009 年 3 月一、前言 开发 TI 公司的 DSP 芯片，肯定要编写或者修改 CMD 文件，这是在单片机开发中 没有碰到过的新事物，也是学习 DSP 的难点。面对里面种类繁多、名称各异、来历不明、 作用不清、功能千差万别的存储器、区域和变量、寄存器，初学者往往都会一头雾水。甚 至很多人已经把项目成功地完成了，对 CMD 文件仍然是一知半解。 笔者也经历了极度困惑的过程，曾经大量地看书，下载资料，分析所能搜集到的 CMD 源文件。可惜的是，无论是 TI 公司的原始文档，还是网上的资料，或者 BBS 的帖子， 都没有透彻地说明 CMD 文件的原理和使用，只

2、说“然” ，要靠自己去体会“所以然” ， 去“悟” 。 终于有一天，我悟到了，也许只是“一些” 。现在，我把自己的“一些”写 下来。我将细致而通俗地说明 CMD 文件的原理，给您“鱼” ，更给您“渔” ，一步步 地引导象我当初一样的初学者。我将以 TI 的 2407 为对象展开说明，对于 TI 公司其他型 号、其他系列的 DSP，道理是完全相同的。 用时下学术界最最最流行的语式， 叫做“基 于 2407”这个词起源于英文的“based on” ，或“something based” ，被我们大量地 引用，以至于令人反胃了我们美妙、绚烂的语言，现在只剩下“基于”了。 笔者水平有限，但保证会用心去

3、写，您会看到很多别处没有的思路和信息，相信会 基本打通初学者的任督二脉。本文适用于那些有单片机的开发基础、刚开始学习 DSP 的 初学者。如果你还不知道程序空间，数据空间这些名词，可能就比较困难了。 二、CMD 文件的起源 在 DSP 系统中，存在大量的、各式各样的存储器，CMD 文件所描述的，就是开发 工程师对物理存储器的管理、分配和使用情况。 有必要先复习一下存储器的知识。目前的物理存储器，种类繁多，原理、功能、参 数、 速度各不相同， 有 PROM、 EPROM、 EEPROM、 FLASH、 NAND FLASH、 NOR FLASH 等（ROM 类） ，还有 SRAM、DRAM、SD

4、RAM、DDR、DDR2、FIFO 等（RAM 类） 。无论多么复杂，从断电后保存数据的能力来看，只有两类：断电后仍然能够保存数 据的叫做非易失性存储器（non-volatile，本文称为 ROM 类） ，数据丢失的叫做易失性存 储器（本文称为 RAM 类） ； ROM 类的芯片都是非易失性的， 而 RAM 类都是易失性 的。 即使同为 ROM 类或同为 RAM 类存储器，仍然存在速度、读写方法、功耗、成本等 诸多方面的差别。 比如 SRAM 的读写速度， 从过去的 15ns、 12ns， 提高到现在的 8ns、 10ns， FLASH 的读取速度从 120ns、75ns，到现在的 40ns、

5、30ns。 有没有人这样想过：使用存储 器的人，希望存在这样的区别吗？ 或者说，理想的存储器，应当是什么样的？ 我们使用存储器时，如果没有人为地改变它，就希望里面的数据永远不要变，即使 断了电也要完好地保存；如果里面的内容是我不需要的或者不能用的，我自然就会给它写 入有用的内容，比如初始化。理想的存储器就应当永远保存数据，无论掉电与否，而且， 希望读写速度为每秒无穷多字节，是 0ns，而不是什么 8ns，10ns。不是吗？ 然而，人类实现存储器芯片的技术，还没有达到理想情况，所以才会有这么多类别。 “非易失”和“速度”就是一对典型的矛盾。非易失的 ROM 类存储器，可以“永远”地 保存数据，但

6、读写速度却很低，比如 30ns；RAM 的速度（8ns）一般都比 ROM（30ns） 快得多，但却不能掉电保存。这是很无奈的现实。假如有那么一天，ROM 类的读写速度 和 RAM 一样快，或者 RAM 也可以掉电保存数据，就不存在易失和非易失的区别了，那 将是革命性的进步。那时，智能芯片和智能系统的设计将会有很大的变化，编写 CMD 文 件就会很简单， 甚至不需要了。 已经有芯片厂家做了一些这方面的工作， 比如把电池和 RAM 结合起来， 就是一个能掉电保存的 RAM。 它既可以作为传统的 ROM 使用， 又可以当 RAM 使用。但这显然只是一个暂时、折中的方法，其原理、成本、体积、容量还不如

7、人意，不能 算是“革命性”的进步。 我们平时在用到存储器的时候，要考虑哪些因素呢？ 首先必须确认，在你的使用场合，是要永久保存数据，还是暂时保存？这关系到选 择非易失性，还是易失性存储器的大问题，是首要的问题。在某些场合，如果必须永远地 保存数据，即使希望速度快一些，也只能选择非易失的 ROM 类存储器，而把速度问题放 在其次，或者另外想办法解决；另外一些场合，却要把速度放在第一位，只要在通电期间 能够始终保存数据，就够了，当然就要选择 RAM 类的存储器了。 这两种情况我们都会遇到：程序代码一般都要存储在 ROM 类存储器中，否则，从 设备生产开始，储存、运输，一直到用户手里，要必备不间断电

8、源，还要保证不发生断电 的意外；程序运行的时候，为了提高速度，就必须在 RAM 中运行，试想想，如果你的 MP4 放电影一停一顿的，谁还会用它看电影呢？所以 ROM 和 RAM 都是必不可少的，各有各 的用途，而且，出于功能、参数、速度、读写方法、功耗、工艺、成本等方面的考虑，往 往要同时使用不止一种存储器。 事实上，TI 在设计 DSP 芯片时，也遇到同样的问题，TI 考虑的情况要比我们更多， 更复杂。要知道，设计芯片的人是最牛 X 的，开发工程师只是跟在人家后面，在人家规定 的框框里亦步亦趋。翻开 DSP 的 PDF 文档，找到 memory map 就会看到，芯片上集成了 形形色色的存储

9、器： FLASH、ROM、BROM、OTP ROM，SRAM、SARAM、DARAM、 FIFO 等。就 2407 和 2812 而言，如果是做个流水灯之类的小东东，DSP 芯片加晶体加电 源就可以了，片上集成的 ROM 和 RAM，在仿真状态下已经足够用了，烧写并脱离仿真器 运行也足够。所以，它们的最小系统不需要外扩任何存储器。但也只能做简单的东东，往 往还需要外扩一些 ROM 和/或 RAM 存储器，才能委以大用。 （顺便说一句，DSP 的最 小系统，要比 8951 芯片的最小系统大得多。 ） 千万不要被这些存储器的名称所迷惑！翻来覆去，其实就是两大类：非易失和易失。 初学者往往忽略了这一

10、点。 两大类！记住这一点，CMD 文件就是以这两类存储器为主轴， 然后展开的。 DSP 芯片的片内存储器， 只要没有被 TI 占用， 用户都可以全权支配。 TI 设计了 “CMD 文件”这种与用户的接口形式，用户通过编写 CMD 文件，来管理、分配系统中的所有物 理存储器和地址空间。CMD 文件其实就是用户的“声明” ，包括两方面的内容： 1、用户声明的整个系统里的存储器资源。无论是 DSP 芯片自带的，还是用户外扩 的，凡是可以使用的、需要用到的存储器和空间，用户都要一一声明出来：有哪些存储器， 它们的位置和大小。如果有些资源根本用不到，可以视为不存在，不必列出来；列出来也 无所谓。 2、用

11、户如何分配这些存储器资源，即关于资源分配情况的声明。用户根据自己的 需要，结合芯片的要求，把各种数据分配到适当种类、适当特点、适当长度的存储器区域， 这是编写 CMD 文件的重点。 用户编写完自己的程序以后，要经过开发环境（编译器）的安排和解释（即编译） ， 转换为芯片可以识别的机器码，最后下载到芯片中运行。CMD 文件就是在编译源程序、 生成机器码的过程中，发挥作用的，它作为用户的命令或要求，交给开发环境（编译器） 去执行：就这么分配！ 下面将从这两个方面入手，详细说明如何编写 CMD 文件。 三、编写 CMD 文件之资源清单 如上文所述，CMD 文件包含两大内容，首先就是存储器的资源清单，

12、或者说，系 统中（电路板上）可用的存储器资源。 TI 规定，CMD 文件的资源清单用关键字“MEMORY”作为标识，具体内容写在后 面的大括号 里面。如下面的形式： MEMORY PAGE 0: xxx: org = 0x1234 ,length = 0x5678/*This is my house.*/ PAGE 1: aaa: org = 0x1357 ,length = 0x2468/*My home here.*/ 其中，MEMORY，PAGE n，org，length，包括冒号、等于号、花括号，都是关键 字符，必不可少。 PAGE n 表示把可用的资源空间再划分成几个大块，最多允许分

13、 256 块，从 PAGE 0 到 PAGE 255。 如果把 MEMORY 比作图书馆， PAGE n 就是其中的 “社科类” 、“工 程类” 、 “外文类”等。大家都习惯于把 PAGE 0 作为程序空间，把 PAGE 1 作为数据空间。如果 你很好奇，也可以试试别的数字。凡智能芯片，都离不开这两种“空间” ，大名鼎鼎的冯 诺 依曼结构和哈佛结构，都是建立在程序空间和数据空间两种结构的基础上，我们面对的 DSP 也是如此。只要学习过单片机，就很容易理解。如果你构思出第三种结构，恭喜您， 您将与这二位齐名了。 CMD 文件中还可以写上注释，用“/*”和“*/”包围起来，但不允许用“/” ，这一

14、 点和 C 语言不同。 上面的例子，仅仅就是个“例子” ，不针对任何特定的芯片。带注释的语句有两行， 每一行都是一项声明，表示在程序空间或数据空间下，再细分更小的块，好比是“社科类” 又分了几个书架。比如 xxx : org = 0x1234 , length = 0x5678 表示在程序空间 PAGE 0 里面，划分出一个命名为 xxx 的小块空间，起始地址从存储单元 0x1234 开始， 总长度为 0x5678 个存储单元， 地址和长度通常都以十六进制数表示。 所 以， xxx 空间的实际地址范围从 0x1234 开始，到 0x1234 + 0x5678 1 = 0x68AB 结束（起始

15、地址加长度再减一） ，这一段连续的存储区域，就属于 xxx 小块了。上面的例子中，PAGE 0 和 PGAE 1 各包含了只有一个“小块” ，用户可以根据自己的情况，按照同样的格式任 意 增加。在支持多个 CMD 文件的开发环境里，某个或某几个 CMD 文件中， “小块”的数 量 可以为 0，也就是说，关键字 PAGE 0 或 PAGE 1 下面，可以是空白的。但不允许所有的 CMD 文件的同一空间都是空白。另外，没有资料提到过“小块”数量上限的限制，需要去 查阅文档或咨询 TI 公司。 很多关键字，还允许有别的写法，比如“org”可以写为“o” ， “length”可以写为 “len” 。这

16、些规定和其他细节，可以去查阅 TI 的 pdf 文档，一般叫做“xxxxx Assembly Language Tools Users Guide.pdf” ，汇编语言工具指南，xxxxx 是芯片的型号或系列。但 这个文档不适合初学者。实践证明，至少对于 C2000 系列的 2407 和 2812 而言，存储单元的单位是“字 word” ，即 16bit。但 TI 的文档却说是“字节 byte” ，应当是 TI 写错了。 要特别注意以下几点： 1、必须在 DSP 芯片的空间分配的架构体系以内，分配所有的存储器。这里举两个 例子： a、对于 2407，程序空间和数据空间都是从地址 0x0000 到 0xFFFF，最大数 值是四个 F，共 64K 字范围。所以，2407 的 CMD 文件中不能出现五位数的地址，也不 允 许任何一个小块空间的地址范围覆盖到 64K 以外的区域，因为 2407 根本就无法控制这些 区域，或者说不能访问、无法寻址。要注意，起始地址和长度不要算错了。2812 也有同样 的问题。 b、2407 的数据空间里，0x0