一種DSP的遠程多加載方案設計
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2．1 引導工程設計
引導工程是負責與遠程控制端通信，獲取工作工程代碼并完成燒寫、引導工作工程加載運行的程序。引導工程需要具備自加載、上傳校驗數(shù)據(jù)、燒寫引導等功能。
2．1．1 自加載功能
引導工程采用普通工程的加載／燒寫方式，需要在產品生產完成后以仿真器模式進行燒寫固化。由于引導工程具備需要通信、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)中的引導工程首先需要設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在自動引導時首先加載和運行的是引導工程。
在設計引導工程自加載功能時，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引導工程的Bootloader必須放置在CE1空間的最開頭1 KB內，使DSP能夠在上電時自動加載運行。
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，負責完成遠程控制端與DSP之間的通信。根據(jù)不同應用場合，可以選擇不同的通信芯片與鏈路協(xié)議。下面主要考慮應用層協(xié)議設計。
(1)數(shù)據(jù)上傳與校驗
按照參考文獻中的方法，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，并轉換為可燒寫的．hex文件。通過通信模塊，遠端設備可以將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)可能導致在引導工作工程時DSP工作異常，甚至完全無法正常加載，因此遠程端完成數(shù)據(jù)上傳后應對保存的數(shù)據(jù)進行校驗。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，遠端設備將此數(shù)據(jù)與原始．hex文件進行比較，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，遠程端向DSP發(fā)送燒寫指令，開始燒寫。
(3)引導指令
若需要根據(jù)功能運行相應的工作工程，則由遠程端向DSP發(fā)出不同的引導指令，引導對應地址的工作工程運行。根據(jù)DSP自動加載原理，引導工程需按同樣的步驟進行。
引導工程的通信功能可以以中斷或查詢的方式進行。如果以中斷方式進行，需要妥善處理中斷向量表和使能對應中斷。在引導工程退出時，必須關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備進行。隨著存儲技術與控制技術的進步，部分DSP芯片已經(jīng)具備對直連Flash芯片進行擦除和寫入的能力。
由于引導工程與工作工程共享一片F(xiàn)lash存儲介質，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，以確保引導工程不會被改寫。也可以通過對其所在扇區(qū)寫保護的方法來實現(xiàn)對引導工程的保護。寫保護操作可以確保無論對工作工程的燒寫是否成功，引導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行通信、燒寫和引導工作。
在某些對設備可靠性要求嚴格的場合，也可將引導工程單獨存放在一片PROM中，在一次燒寫固化完成后，引導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工程的問題。
燒寫流程與擦除流程類似，可以參照參考文獻中的說明設計。
2．1．4 加載引導功能
當完成了對工作工程文件的燒寫之后，需要根據(jù)遠程控制端指令引導工作工程開始工作。根據(jù)DSP自加載的原理，引導工程必須首先將所有已使用的DSP資源關閉，并將Flash存儲器其他空間內工作工程的Bootloader程序拷貝到DSP內部存儲器0地址起始的空間內(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到工作工程的Bootloader起始地址，開始運行。由工作工程的Bootloader程序將整個工作工程剩余數(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。
由引導工程進行引導的好處在于：DSP只能自動加載CE1空間起始段的數(shù)據(jù)，而用戶設計的引導工程可以加載任意可讀存儲空間內的數(shù)據(jù)；DSP只能在上電時刻加載程序，而引導工程可以在任意時刻轉換加載不同的應用工程程序。
2．2 工作工程設計
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整：
①存儲器設置。由于可以復用引導工程所使用的所有外部設備和RAM，在工作工程中配置存儲器空間時只需要保留引導工程使用的Flash地址空間，其他所有引導工程使用的存儲器在正常工作前都可以重置。
②ISTP(Interrupt Service Table Pointer，中斷服務指針寄存器)設置。每一個工程都有獨立的中斷向量表，因而進行工程切換時需要重置中斷向量服務指針，以確保新的工程能正確地響應中斷。
③其他資源設置。為了簡化操作、節(jié)省資源，引導工程中應盡可能少占用DSP資源。除上述存儲器和中斷資源外，引導功能可能會用到定時器、MCBSP、EDMA等其他資源。在引導工作工程之前，需要全部關閉這些設備；同時，進入工作工程后需要重新初始化這些外設資源，避免發(fā)生設備使用沖突。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/151030.htm
結語
通過分析、利用DSP加載運行機制，本文設計了一種具備遠程更新能力的多加載DSP系統(tǒng)。利用通信接口遠程更新程序代碼，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行，使得DSP系統(tǒng)能靈活、安全地更新和運行。
遠程多引導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)資源占用完成了遠程在線DSP代碼燒錄和引導操作的功能設計，同時由于采用了引導工程、工作工程分離的做法，具備較強的魯棒性。該系統(tǒng)具有燒寫免拆卸、防燒死等優(yōu)良特性，在航天、機械、控制系統(tǒng)設計中可以廣泛使用。
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