浅谈如何通过网络接口实现dsp片外flash在线系统的编程

浅谈如何通过网络接口实现dsp片外flash在线系统的编程

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1、浅谈如何通过网络接口实现DSP片外Flash在线系统的编程摘要:文章针对传统设计采用RS232作为数据传输手段而造成的速度过慢的问题,设计了一种通过X络接口,使用一种特殊的UDP包对BF531片外Flash在线系统编程的方案,并给出了在系统编程的具体步骤和实现结果。实践证明该方法无须实现TCP/IP协议栈,速度快,体积很小,很好地解决了以DSP为核心的应用系统软件的维护和升级问题。关键词:BF531;Flash;X络接口;ISP;UDP  在以DSP为核心的现代电子设备中,通常将可执行代码存放在Flash中,设备启动的时候,DSP通

2、过引导加载机制将Flash中的代码转移到高速存储器中运行。Flash在系统编程(ISP)是指以在不改变硬件环境的条件下,在线将程序代码(固件)下载到Flash中,从而方便地实现系统软件的调试和升级。BF531是ADI公司生产的一款高性能DSP。ADI公司在其软件VDSP下提供了通用的在系统编程工具“FlashProgrammer”,但是该工具需要使用JTAG接口,并且需要专用仿真器。另外一种方法是采用RS232作为通信接口,通过一段引导程序来进行Flash的在系统编程,缺点是速度很慢。由于目前大多数电子仪器都已经具有X络接口,本文设

3、计了一种通过X络接口进行Flash在系统编程的方案。采用的X络接口芯片为常见的DM9000a,由于X络通信中常见的TCP/IP协议栈过于庞大,本文中未使用协议栈,而是设计了一种简单的实现方法:直接构建含特殊标记头的UDP广播包来代替。  一、BF531的Flash启动加载过程  LDR文件是最终烧写到FLASH上面的程序文件,可以有多种格式。这里,我们生成的LDR文件是二进制格式,LDR文件分为多个块,每个块都分为一个“BLOCK”和一个10字节的“HEAD”。在“HEAD”中,头四个字节表示块应加载在BF531地址空间的地址,后四

4、个字节表示“BLOCK”的大小,最后两个字节表示块的属性。  BF531芯片本身已经提供了4种启动代码加载方式,通过启动模式引脚BMODE来选择,本设计中将该引脚设置为最常见的“01”模式,即“从8/16位的FLASH/PROM启动”模式。  BF531内部有一个BOOTROM区,用以存放“引导核”,BF531启动的时候会先运行该引导核,自动将从Flash起始地址0x2000000开始的LDR文件分块按照用户的要求分别加载到片内RAM和SDRAM中。加载完毕后,引导核会修改程序指针PC,使之为片内RAM的启动地址0xFFA08000

5、,启动用户自己的应用程序。  二、总体设计  需要设计一个Bootloader程序和一个与之配合的上位机程序,并将Bootloader烧在地址0x20000000处。DSP启动后,“引导核”会自动启动该程序,Bootloader程序延时判断上位机是否发出了连接命令。如果有,进入更新固件模式,可以进行Flash的烧写;否则,则进入正常启动模式,用以加载并执行用户程序。  (一)Bootloader与用户程序  根据上面所述,启动的顺序是:“引导核”自动启动Bootloader,运行完成后再加载运行用户程序。所以Bootloader程序

6、应该独立于用户程序,因为Bootloader一般不需要更新,而且,在系统编程出现意外的时候,不会导致Bootloader被破坏。由于Bootloader需要在启动的时候就运行,所以应该事先通过JTAG使用仿真器将其烧写到地址0x20000000处。而对于常用的NorFlash,编程的时候会先把相应的整个扇区擦除,所以为了方便编程,应该使用户程序的LDR文件的起始烧写地址固定,并且为一个扇区的起始地址,本设计中固定为0x20004000。  (二)X络通信协议设计  嵌入式仪器一般资源都比较少,所以Bootloader体积应该设计的尽

7、量的小。最常用的X络通信协议为TCP/IP协议栈,虽然功能强大,但是体积过于庞大。考虑Bootloader只需要X络接口完成最简单的通讯功能,而且通信量很小,本文设计了一种简单的方法:直接构建含特殊标记头的UDP广播包。  详细的实现方法:上位机端发送数据的时候,在普通的UDP包的“payload”区加上一个自定义字符串的“标记头”,并定义为广播包,发送。Bootloader端接受时采用“杂散模式”接受,直接分析X络芯片DM9000A接受到的数据,如果发现是UDP包并且具有自定义字符串的“标记头”,则接受,否则,抛弃。相反,Boot

8、loader端发送数据的时候,按照UDP包标准格式直接手动填充一个完整的UDP广播包,并加上“标记头”,上位机接受的时候,按正常接收方式,即可根据“标记头”判断是否是Bootloader传出来的包。  三、Bootloader设计  

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