一種DSP的遠(yuǎn)程多加載方案設(shè)計
加入技術(shù)交流群
2．1 引導(dǎo)工程設(shè)計
引導(dǎo)工程是負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)程控制端通信，獲取工作工程代碼并完成燒寫、引導(dǎo)工作工程加載運(yùn)行的程序。引導(dǎo)工程需要具備自加載、上傳校驗數(shù)據(jù)、燒寫引導(dǎo)等功能。
2．1．1 自加載功能
引導(dǎo)工程采用普通工程的加載／燒寫方式，需要在產(chǎn)品生產(chǎn)完成后以仿真器模式進(jìn)行燒寫固化。由于引導(dǎo)工程具備需要通信、燒寫等功能，其數(shù)據(jù)長度一般來說會超出1KB的DSP自動搬移長度限制，所以系統(tǒng)中的引導(dǎo)工程首先需要設(shè)計成一個具有二次加載能力的工程，并燒寫在DSP存儲器CE1空間的最前端，確保DSP在自動引導(dǎo)時首先加載和運(yùn)行的是引導(dǎo)工程。
在設(shè)計引導(dǎo)工程自加載功能時，與普通二次加載工程相比有所不同：
①程序存儲地址要加以限制，避免占用工作工程空間；
②引導(dǎo)工程的Bootloader必須放置在CE1空間的最開頭1 KB內(nèi)，使DSP能夠在上電時自動加載運(yùn)行。
2．1．2 通信功能
通信模塊主要由通信芯片和通信控制邏輯組成，負(fù)責(zé)完成遠(yuǎn)程控制端與DSP之間的通信。根據(jù)不同應(yīng)用場合，可以選擇不同的通信芯片與鏈路協(xié)議。下面主要考慮應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計。
(1)數(shù)據(jù)上傳與校驗
按照參考文獻(xiàn)中的方法，為了將工作工程在線燒寫到Flash存儲空間中，首先需要下載編譯工程文件，并轉(zhuǎn)換為可燒寫的．hex文件。通過通信模塊，遠(yuǎn)端設(shè)備可以將hex文件發(fā)送并存儲在DSP外部存儲器中。錯誤的hex文件數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致在引導(dǎo)工作工程時DSP工作異常，甚至完全無法正常加載，因此遠(yuǎn)程端完成數(shù)據(jù)上傳后應(yīng)對保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗。比較直觀的方法是通過通信接口將DSP收到的數(shù)據(jù)回傳，遠(yuǎn)端設(shè)備將此數(shù)據(jù)與原始．hex文件進(jìn)行比較，以確定數(shù)據(jù)是否正確。
(2)燒寫指令
完成數(shù)據(jù)校驗后，遠(yuǎn)程端向DSP發(fā)送燒寫指令，開始燒寫。
(3)引導(dǎo)指令
若需要根據(jù)功能運(yùn)行相應(yīng)的工作工程，則由遠(yuǎn)程端向DSP發(fā)出不同的引導(dǎo)指令，引導(dǎo)對應(yīng)地址的工作工程運(yùn)行。根據(jù)DSP自動加載原理，引導(dǎo)工程需按同樣的步驟進(jìn)行。
引導(dǎo)工程的通信功能可以以中斷或查詢的方式進(jìn)行。如果以中斷方式進(jìn)行，需要妥善處理中斷向量表和使能對應(yīng)中斷。在引導(dǎo)工程退出時，必須關(guān)閉所使用的通信端口和中斷資源。
2．1．3 在線燒寫功能
早期DSP系統(tǒng)為了使用非易失性存儲芯片保存數(shù)據(jù)，必須使用專用燒錄設(shè)備進(jìn)行。隨著存儲技術(shù)與控制技術(shù)的進(jìn)步，部分DSP芯片已經(jīng)具備對直連Flash芯片進(jìn)行擦除和寫入的能力。
由于引導(dǎo)工程與工作工程共享一片F(xiàn)lash存儲介質(zhì)，在擦除工作工程的存儲空間時，需要采用扇區(qū)擦除而不是整片擦除，以確保引導(dǎo)工程不會被改寫。也可以通過對其所在扇區(qū)寫保護(hù)的方法來實現(xiàn)對引導(dǎo)工程的保護(hù)。寫保護(hù)操作可以確保無論對工作工程的燒寫是否成功，引導(dǎo)工程在第一次成功燒錄后將會一直駐留在Flash芯片中，每次上電時都可以進(jìn)行通信、燒寫和引導(dǎo)工作。
在某些對設(shè)備可靠性要求嚴(yán)格的場合，也可將引導(dǎo)工程單獨(dú)存放在一片PROM中，在一次燒寫固化完成后，引導(dǎo)工程所在空間將不可再修改。這樣可以完全避免使用Flash芯片反復(fù)擦寫引起的存儲器性能下降，以及在燒寫工作工程時誤擦除引導(dǎo)工程的問題。
燒寫流程與擦除流程類似，可以參照參考文獻(xiàn)中的說明設(shè)計。
2．1．4 加載引導(dǎo)功能
當(dāng)完成了對工作工程文件的燒寫之后，需要根據(jù)遠(yuǎn)程控制端指令引導(dǎo)工作工程開始工作。根據(jù)DSP自加載的原理，引導(dǎo)工程必須首先將所有已使用的DSP資源關(guān)閉，并將Flash存儲器其他空間內(nèi)工作工程的Bootloader程序拷貝到DSP內(nèi)部存儲器0地址起始的空間內(nèi)(這一過程模擬了圖2所示DSP自動加載時的數(shù)據(jù)搬移)，然后將程序指針跳轉(zhuǎn)到工作工程的Bootloader起始地址，開始運(yùn)行。由工作工程的Bootloader程序?qū)⒄麄€工作工程剩余數(shù)據(jù)段依次加載到DSP的動態(tài)存儲器中，最后跳轉(zhuǎn)到工作工程的起始地址，開始執(zhí)行工作工程的主程序段。
由引導(dǎo)工程進(jìn)行引導(dǎo)的好處在于：DSP只能自動加載CE1空間起始段的數(shù)據(jù)，而用戶設(shè)計的引導(dǎo)工程可以加載任意可讀存儲空間內(nèi)的數(shù)據(jù)；DSP只能在上電時刻加載程序，而引導(dǎo)工程可以在任意時刻轉(zhuǎn)換加載不同的應(yīng)用工程程序。
2．2 工作工程設(shè)計
工作工程是用來完成DSP系統(tǒng)真正信息處理需求的工程，它的設(shè)計與普通的二次加載DSP工程基本原理一致，但需要針對雙二次加載功能做幾個方面調(diào)整：
①存儲器設(shè)置。由于可以復(fù)用引導(dǎo)工程所使用的所有外部設(shè)備和RAM，在工作工程中配置存儲器空間時只需要保留引導(dǎo)工程使用的Flash地址空間，其他所有引導(dǎo)工程使用的存儲器在正常工作前都可以重置。
②ISTP(Interrupt Service Table Pointer，中斷服務(wù)指針寄存器)設(shè)置。每一個工程都有獨(dú)立的中斷向量表，因而進(jìn)行工程切換時需要重置中斷向量服務(wù)指針，以確保新的工程能正確地響應(yīng)中斷。
③其他資源設(shè)置。為了簡化操作、節(jié)省資源，引導(dǎo)工程中應(yīng)盡可能少占用DSP資源。除上述存儲器和中斷資源外，引導(dǎo)功能可能會用到定時器、MCBSP、EDMA等其他資源。在引導(dǎo)工作工程之前，需要全部關(guān)閉這些設(shè)備；同時，進(jìn)入工作工程后需要重新初始化這些外設(shè)資源，避免發(fā)生設(shè)備使用沖突。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/151030.htm
結(jié)語
通過分析、利用DSP加載運(yùn)行機(jī)制，本文設(shè)計了一種具備遠(yuǎn)程更新能力的多加載DSP系統(tǒng)。利用通信接口遠(yuǎn)程更新程序代碼，并將不同功能的DSP工程燒錄在同一Flash芯片中，并可以通過外部通信指令選擇不同功能的程序運(yùn)行，使得DSP系統(tǒng)能靈活、安全地更新和運(yùn)行。
遠(yuǎn)程多引導(dǎo)DSP方案在不改變系統(tǒng)整體框架的前提下，以較少的系統(tǒng)資源占用完成了遠(yuǎn)程在線DSP代碼燒錄和引導(dǎo)操作的功能設(shè)計，同時由于采用了引導(dǎo)工程、工作工程分離的做法，具備較強(qiáng)的魯棒性。該系統(tǒng)具有燒寫免拆卸、防燒死等優(yōu)良特性，在航天、機(jī)械、控制系統(tǒng)設(shè)計中可以廣泛使用。
評論