基于IP核的PSTN短消息终端SoC软硬件协同设计

　　设置Modem为FSK模式：

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

　　在初始化程序中对这些“只写”寄存器及其镜像全局变量进行赋值。

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

3.3 存储空间的划分和映射

　　在物理上，把8KB的片内RAM分为两部分，0000H～1BFFH（共7 KB）映射到数据空间，1C00H～1FFFH（共1 KB）映射到程序空间，并覆盖Flash中程序空间的1C00H～1FFFH区域；把512 KB的Flash存储器也分成两部分，00000H～0FFFFH（共64 KB）映射到程序空间，剩下的10000H～7FFFFH（共448 KB）都映射到数据空间。

　　对微控制器核来说，可以寻址64 KB的程序空间和64 KB的数据存储空间。对整个SoC而言，因为Flash中的程序空间有1 KB被RAM程序空间覆盖掉，所以逻辑上它的程序空间依然是64 KB，但数据空间变为7 KB＋448 KB，共455 KB。微控制器核通过扩展的SFR寄存器FLASH_PAGE按32 KB×16页的页面方式访问Flash存储器，其中包括程序空间和数据空间，如图3所示。

图3 程序空间和数据空间的划分和映射

　　在对Flash存储器件进行写操作后的某一段时间内（从几十μs～几百μs），对它进行读操作是不能读出一个确切值的，这是Flash存储器件的一个特性。本设计中程序和数据存放在同一个AM29LV040 Flash存储器中。在对Flash存储器进行写操作时，要不断地从其中读出进行写操作的程序指令，然后对它本身进行写操作。微控制器核在20 MHz的时钟频率下，指令周期大约是200 ns，即每隔200 ns左右，SoC就要从Flash存储器中读取一条指令。这显然和上述的Flash存储器特性发生了冲突。

　　通过对编译环境的设定，可以把进行写Flash操作的函数unsigned char WriteData_FLASH (unsigned char * dest, unsigned char *scr, unsigned int len) 和Flash扇区擦除函数unsigned char EraseSector_FLASH (unsigned char sector_index)定位到程序空间的1C00H～1FFFH，并备份到数据空间的0EC00H～0EFFFH。在应用程序的设备初始化函数void DevicesInit()中，调用加载函数void LoadFLASHOpToRAM()，把对Flash进行写或者擦除操作的这1KB的程序代码从Flash加载到RAM的程序空间。以后凡是涉及到对Flash的写或者擦除操作，都由硬件逻辑切换总线到RAM去执行这一段程序代码。这样，以不大的RAM开销，解决了不能同时对Flash进行读和写操作的矛盾。函数void LoadFLASHOpToRAM()的代码如下：

#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 总结

　　本文详细讲述了在基于微控制器IP核PSTN短消息终端SoC设计中软硬件协同设计的方法。在合理划分硬件和软件任务的基础上，使设计更好地达到了系统性能的要求。现在SoC已经在Xilinx VirtexII 2v1000FPGA验证平台上顺利运行，并成功进行了和服务器的互联互通测试。