TMS320F2812片內Flash在線(xiàn)燒寫(xiě)技術(shù)簡(jiǎn)介

TMS320F2812(以下簡(jiǎn)稱(chēng)F2812)是美國德州儀器公司(TI)新一代32位定點(diǎn)數字信號處理器(DSP)，主要應用于逆變器控制、電機控制等領(lǐng)域，并擁有工作頻率高達150 MHz的32位DSP內核處理器，可以高效可靠地實(shí)現自適應控制和狀態(tài)控制等。因此，TMS320F28X系列DSP已成為自動(dòng)控制領(lǐng)域的首選控制器件。F2812片內擁有高達128 KBx16位的F1ash程序存儲器，可以滿(mǎn)足大多數程序存儲需要。在研究基于JTAG接口的兩種常用Flash燒寫(xiě)技術(shù)(CCS插件燒寫(xiě)技術(shù)和Flash281x_API函數庫燒寫(xiě)技術(shù))的基礎上，提出了一種利用RS485與PC機的串行通訊實(shí)現Flash燒寫(xiě)的方法。

F2812片內Flash簡(jiǎn)介 TMS320F2812原理與開(kāi)發(fā)
F2812帶有128 KBxl6位的片內Flash存儲器，分為4個(gè)8 KBxl6位和6個(gè)16 KBxl6位的扇區，用戶(hù)可以單獨擦除、編程和驗證Flash的一個(gè)扇區而不會(huì )影響其他扇區，但不能用F1ash的一個(gè)扇區執行Flash的算法對其他扇區擦除或編程。F1ash還可映射到程序數據空間，因此它既可用于執行代碼，也可存儲數據信息。

TI代碼產(chǎn)生工具所產(chǎn)生的目標文件是一種模塊化文件格式一一COFF格式，即．out文件。程序中的代碼和數據在COFF格式文件中以段形式形成，不同的段存放不同類(lèi)型的內容．應用中通過(guò)編寫(xiě)連接器命令文件(．cmd)將這些段正確地分配到DSP的地址空間，DSP集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS經(jīng)編譯鏈接之后。生成．out文件和．map文件。．map文件詳細描述了．cmd文件中定義的各段起始地址以及使用長(cháng)度。而out文件為COFF格式，DSP能夠識別，但不能直接燒寫(xiě)到Flash，必須將．out文件轉換為Flash能識別的數據格式，即．hex的數據文件。利用CCS轉換和．hex轉換工具HEX2000進(jìn)行轉換。

基于JTAG的燒寫(xiě)技術(shù)

3．1 CCS插件燒寫(xiě)技術(shù)

利用燒寫(xiě)插件完成Flash的燒寫(xiě)無(wú)需數據轉換，只需通過(guò)程序調試生成．out文件即可。由于調試階段程序的．cmd文件存放在F2812的RAM，而燒寫(xiě)階段程序則存放在Flash，即調試階段程序的重新定位不能在CCS環(huán)境下運行，需要編寫(xiě)兩個(gè)不同的．cmd文件。

3．2 Flash281x_API函數燒寫(xiě)技術(shù)

F1ash281x API函數庫燒寫(xiě)技術(shù)是利用TI公司的編程算法．該算法定義良好，操作簡(jiǎn)單，而且可以脫離燒寫(xiě)插件，真正實(shí)現在線(xiàn)燒寫(xiě)。

編程算法中函數定義如下：(1)擦除扇區的函數為Uintl6F1ash2812 Erase(SectorMask，FStatus)，其中,SectorMask為擦除指定扇區；Fstatus為狀態(tài)值，判斷操作是否成功。(2)燒寫(xiě)程序到F1ash函數為Uintl6 Flash2812_Program(FlashAddr，BuffAddr，Length，FStatus)，其中FlashAddr為程序在Flash中燒寫(xiě)的起始地址；BuffAddr為程序當前存放在內存空間的首地址：Length為程序長(cháng)度；Fstatus為狀態(tài)值，判斷操作是否成功。(3)校驗燒寫(xiě)到Flash中的程序為Uintl6 Flash2812_Verifv(＆FlashAddr，＆BuffAddr，Length，＆FStatus)。

Flash28x_API函數燒寫(xiě)步驟如下：

(1)先將．hex格式數據下載到F2812的內存．在CCS環(huán)境下完成File→Data→Load，并存放地址和數據長(cháng)度兩個(gè)參數，其中數據長(cháng)度可以通過(guò)HEX轉換為．map文件獲得。

(2)編寫(xiě)基于Flash281x_API函數的燒寫(xiě)程序。先擦除相應的Flash扇區，通過(guò)Flash2812_Erase函數完成；將數據的起始地址和數據長(cháng)度兩個(gè)參數分別賦給FlashAddr和Length變量，然后調用Flash2812_Program函數開(kāi)始燒寫(xiě)，最后調用Flash2812_Verify函數確定燒寫(xiě)是否成功。

Flash API與用戶(hù)工程建立關(guān)聯(lián)后，目標代碼通過(guò)調用API函數，實(shí)現對Flash的擦除、燒寫(xiě)和校驗等操作，Flash的密碼保護值不全為0，否則Flash將被鎖死導使無(wú)法解鎖。

串口燒寫(xiě)FlaSh技術(shù)

基于JTAG的燒寫(xiě)技術(shù)必須在CCS環(huán)境下通過(guò)JTAG接口實(shí)現。雖然基于JTAG接口的兩種燒寫(xiě)方法易于操作，方便調試，但常常受空間和傳輸距離限制。比如一臺DSP系統安裝在復雜、封閉的環(huán)境下，當程序需要更新或升級時(shí)，利用JTAG接口難以實(shí)現Flash的在線(xiàn)燒寫(xiě)。而通過(guò)串口燒寫(xiě)技術(shù)采用“程序”燒寫(xiě)“程序”的方法則不受限制。前一個(gè)“程序”指已固化程序，用于實(shí)現串口燒寫(xiě)的時(shí)機判斷、數據接收及燒寫(xiě)的具體實(shí)施等，該程序使用了Flash281x_API庫編程算法；而后一個(gè)“程序”是用戶(hù)的應用目標代碼。

實(shí)現串口燒寫(xiě)技術(shù)軟件分為PC機內用于數據發(fā)送的頂層軟件和目標機內的底層軟件。頂層軟件可實(shí)現用戶(hù)程序的解析等；而底層軟件可實(shí)現由串口發(fā)送的數據燒寫(xiě)至Flash。F2812 DSP每次上電復位，先運行底層軟件，判斷是否需要重新燒寫(xiě)Flash。若需要，則將串口發(fā)送的目標代碼燒寫(xiě)至F2812片內Flash指定扇區；否則將繼續執行原有的用戶(hù)目標代碼。

4．1 頂層軟件

頂層軟件可實(shí)現用戶(hù)程序的解析等工作。其用戶(hù)程序為．oul文件，頂層軟件主要完成．hex文件的解析，并將解析后的有用數據發(fā)送至目標DSP。.hex文件的組織格式嚴格，只要提取數據在內存中的存放地址和數據長(cháng)度就可以按照要求將數據發(fā)送給目標DSP。如果用戶(hù)程序很大而目標DSP的內存空間不足時(shí)，該過(guò)程還可以分段進(jìn)行。頂層軟件可以使用VC++或者LabVIEW等實(shí)現。

4．2 底層軟件

底層軟件用于實(shí)現將串口發(fā)來(lái)的數據燒寫(xiě)至Flash．涉及到用戶(hù)程序的正確定位和復位后的啟動(dòng)過(guò)程，是整個(gè)軟件設計的重點(diǎn)。底層軟件主要實(shí)現以下功能：

(1)燒寫(xiě)程序搬移功能。由于F2812片上Flash不支持在其中一個(gè)扇區運行程序去擦除或燒寫(xiě)其他扇區，故完成接收數據和燒寫(xiě)Flash工作的這部分程序需搬移至片內RAM或片外RAM上運行。實(shí)現程序搬移的函數為：

其中，SourceAddr為Flash中程序的起始地址，即源程序開(kāi)始地址；SourceEndAddr為Flash中程序的結束地址，即源程結束序地址；DestAddr為搬移至內存的首地址。

(2)上電復位查詢(xún)功能。上電復位后查詢(xún)一個(gè)通用I／O端口的狀態(tài)以確定是否需要燒寫(xiě)程序。這個(gè)通用I／O端口可由用戶(hù)自行確定，但I／O端口占用后其特殊功能便不可用，上電復位后保證其確定狀態(tài)，否則會(huì )不間斷燒寫(xiě)程序或者不能正確跳轉到用戶(hù)應用程序。

(3)接收PC機發(fā)送的數據并保存到目標DSP內存。這是在串口接收中斷服務(wù)子程序中完成的，并確定用于數據保存的這部分內存未占用。

(4)接收結束后將內存中的數據燒寫(xiě)至指定Flash扇區，這由Flash28lx_APl庫函數完成。圖1為底層應用軟件流程圖。