TMS320F2812片內Flash在線燒寫技術

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

F2812片內Flash簡介 TMS320F2812原理與開發(fā)
F2812帶有128 KBxl6位的片內Flash存儲器，分為4個8 KBxl6位和6個16 KBxl6位的扇區(qū)，用戶可以單獨擦除、編程和驗證Flash的一個扇區(qū)而不會影響其他扇區(qū)，但不能用F1ash的一個扇區(qū)執(zhí)行Flash的算法對其他扇區(qū)擦除或編程。F1ash還可映射到程序數(shù)據空間，因此它既可用于執(zhí)行代碼，也可存儲數(shù)據信息。

TI代碼產生工具所產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(shù)據在COFF格式文件中以段形式形成，不同的段存放不同類型的內容．應用中通過編寫連接器命令文件(．cmd)將這些段正確地分配到DSP的地址空間，DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS經編譯鏈接之后。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度。而out文件為COFF格式，DSP能夠識別，但不能直接燒寫到Flash，必須將．out文件轉換為Flash能識別的數(shù)據格式，即．hex的數(shù)據文件。利用CCS轉換和．hex轉換工具HEX2000進行轉換。

基于JTAG的燒寫技術

3．1 CCS插件燒寫技術

利用燒寫插件完成Flash的燒寫無需數(shù)據轉換，只需通過程序調試生成．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，需要編寫兩個不同的．cmd文件。

3．2 Flash281x_API函數(shù)燒寫技術

F1ash281x API函數(shù)庫燒寫技術是利用TI公司的編程算法．該算法定義良好，操作簡單，而且可以脫離燒寫插件，真正實現(xiàn)在線燒寫。

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

Flash28x_API函數(shù)燒寫步驟如下：

(1)先將．hex格式數(shù)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(shù)據長度兩個參數(shù)，其中數(shù)據長度可以通過HEX轉換為．map文件獲得。

(2)編寫基于Flash281x_API函數(shù)的燒寫程序。先擦除相應的Flash扇區(qū)，通過Flash2812_Erase函數(shù)完成；將數(shù)據的起始地址和數(shù)據長度兩個參數(shù)分別賦給FlashAddr和Length變量，然后調用Flash2812_Program函數(shù)開始燒寫，最后調用Flash2812_Verify函數(shù)確定燒寫是否成功。

Flash API與用戶工程建立關聯(lián)后，目標代碼通過調用API函數(shù)，實現(xiàn)對Flash的擦除、燒寫和校驗等操作，F(xiàn)lash的密碼保護值不全為0，否則Flash將被鎖死導使無法解鎖。

串口燒寫FlaSh技術

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

實現(xiàn)串口燒寫技術軟件分為PC機內用于數(shù)據發(fā)送的頂層軟件和目標機內的底層軟件。頂層軟件可實現(xiàn)用戶程序的解析等；而底層軟件可實現(xiàn)由串口發(fā)送的數(shù)據燒寫至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Flash。若需要，則將串口發(fā)送的目標代碼燒寫至F2812片內Flash指定扇區(qū)；否則將繼續(xù)執(zhí)行原有的用戶目標代碼。

4．1 頂層軟件

頂層軟件可實現(xiàn)用戶程序的解析等工作。其用戶程序為．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(shù)據發(fā)送至目標DSP。.hex文件的組織格式嚴格，只要提取數(shù)據在內存中的存放地址和數(shù)據長度就可以按照要求將數(shù)據發(fā)送給目標DSP。如果用戶程序很大而目標DSP的內存空間不足時，該過程還可以分段進行。頂層軟件可以使用VC++或者LabVIEW等實現(xiàn)。

4．2 底層軟件

底層軟件用于實現(xiàn)將串口發(fā)來的數(shù)據燒寫至Flash．涉及到用戶程序的正確定位和復位后的啟動過程，是整個軟件設計的重點。底層軟件主要實現(xiàn)以下功能：

(1)燒寫程序搬移功能。由于F2812片上Flash不支持在其中一個扇區(qū)運行程序去擦除或燒寫其他扇區(qū)，故完成接收數(shù)據和燒寫Flash工作的這部分程序需搬移至片內RAM或片外RAM上運行。實現(xiàn)程序搬移的函數(shù)為：

其中，SourceAddr為Flash中程序的起始地址，即源程序開始地址；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)上電復位查詢功能。上電復位后查詢一個通用I／O端口的狀態(tài)以確定是否需要燒寫程序。這個通用I／O端口可由用戶自行確定，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)，否則會不間斷燒寫程序或者不能正確跳轉到用戶應用程序。

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

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