基于TMS320C6416的遠(yuǎn)程升級的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

黃河

【摘 要】本文在研究了DSP芯片TMS320C6416系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和DSP程序啟動加載過程的基礎(chǔ)上，結(jié)合高性能網(wǎng)絡(luò)處理芯片W5300，設(shè)計(jì)了一套DSP程序遠(yuǎn)程升級的流程，通過網(wǎng)絡(luò)對DSP程序進(jìn)行遠(yuǎn)程升級，使升級更加穩(wěn)定可靠。

【關(guān)鍵詞】DSP；TMS320C6416；W5300；遠(yuǎn)程升級

【Abstract】Based on studies of the system architecture of TMS320C6416 and its boot loader course， combined with W5300， which is a high-performance network solution chip， this paper designed a remote upgrade process for DSP，this process could upgrade DSP program thought the Ethernet， Which made it more stable and reliable for upgrade.

【Key words】DSP； TMS320C6416； W5300； Remote upgrade

0 引言

目前，DSP（digital signal processing）的應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到數(shù)字圖像處理、工業(yè)控制、醫(yī)療、衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域[1]。TMS320C6416是TI公司推出的一款定點(diǎn)運(yùn)算芯片，采用了VLIW（Very Long Instruction Word）甚長指令字結(jié)構(gòu)，主頻可達(dá)1.1GHZ，擁有高性能的外部存儲器接口（EMIF），得益于其良好的性能，TMS320C6416在軍事通信、電子對抗、圖像處理領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用潛力[1]。搭載DSP芯片的設(shè)備投入使用后，隨著系統(tǒng)功能的不斷豐富和完善，程序維護(hù)人員需要攜帶編程工具到現(xiàn)場進(jìn)行更新升級，比較麻煩，一種可以通過網(wǎng)絡(luò)或其他通信方式來對嵌入式系統(tǒng)程序進(jìn)行升級的方法就顯得更加方便可靠。

1 二次加載

DSP的加載方式是其設(shè)備脫機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵。TMS320C6416的加載方式有三種，不加載、ROM加載和主機(jī)加載，ROM加載是常用的方式[2]。可以配置引腳BEA[19：18]進(jìn)行選擇。當(dāng)BEA[19：18]被配置成10b時(shí)，將進(jìn)行EMIFB CE1空間的8bit ROM加載方式。上電復(fù)位時(shí)，DSP通過EMIF將FLASH的1KB數(shù)據(jù)自動搬移到內(nèi)部RAM的0地址處并運(yùn)行該段程序，完成一次加載。由于用戶代碼長度通常大于1KB，因此需要進(jìn)行二次加載，二次加載程序?qū)⒂脩舫绦虬嵋频絻?nèi)部RAM，然后跳轉(zhuǎn)至C入口函數(shù)c_init00。二次加載的流程圖如圖1所示。

TMS320C6416的內(nèi)部RAM地址范圍是0x0000 0000～0x000F FFFF，總大小為1MB，EMIFB CE1空間地址是0x64000 0000。一般芯片剛上電時(shí)，C語言環(huán)境還未初始化成功，二次加載程序使用匯編語言編寫。從FLASH起始地址（0x6400 0000）拷貝1M長度（0x10000）的代碼 到內(nèi)部RAM（起始地址為0x0000 0400），然后跳轉(zhuǎn)到_c_int00運(yùn)行。

2 遠(yuǎn)程升級的實(shí)現(xiàn)方法

2.1 硬件連接

TMS320C6416通過EMIF接口與FLASH連接，實(shí)現(xiàn)FLASH的讀寫操作，DSP連接W5300芯片實(shí)現(xiàn)可靠的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)，PC端用來傳輸升級包，完成與DSP用戶程序的交互。硬件連接圖如圖2所示。選用存儲容量為2M Byte的FLASH芯片，前1M空間用于存儲用戶程序，后1M用于存放網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等系統(tǒng)初始化參數(shù)。使用高性能網(wǎng)絡(luò)芯片W5300與DSP連接，提供可靠、高速的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信。

2.2 軟件實(shí)現(xiàn)

2.2.1 軟件組成

1）PC端軟件，主要用于分割升級文件，傳輸升級數(shù)據(jù)包。

2）用戶軟件，完成FLASH讀寫操作，網(wǎng)絡(luò)功能初始化，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)。

將W5300配置為服務(wù)器模式，配置IP地址，子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。PC軟件作為客戶端發(fā)起連接，連接成功后PC軟件就可以和DSP進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。

2.2.2 升級文件的生成

幀頭是固定字節(jié)0x33，0xCC；長度是從軟件編號字段開始到幀內(nèi)容為止的所有長度；軟件編號指示DSP軟件，可以對多個(gè)DSP進(jìn)行升級，結(jié)束標(biāo)志指示是否還有后續(xù)幀，為0表示沒有后續(xù)幀，為1表示還有后續(xù)幀；指令編號指示該幀是何種類型 0：READY幀，1：EARSE幀，2：UPGRADE幀，3：DONE幀。（幀類型下一節(jié)會敘述）幀內(nèi)容是需要傳輸?shù)腍ex文件段，校驗(yàn)使用CRC24校驗(yàn)，幀尾是固定字節(jié)0x11，0xAA。

2.2.4 遠(yuǎn)程升級的步驟

遠(yuǎn)程升級主要通過以下的步驟來實(shí)現(xiàn)：

a）用戶軟件啟動，初始化網(wǎng)絡(luò)，準(zhǔn)備接收升級文件。

b）PC軟件加載升級數(shù)據(jù)文件，發(fā)送開始升級指令（READY）。

c）用戶軟件回應(yīng)開始升級指令。

d）PC軟件發(fā)送FLASH擦除指令（EARSE）。

e）用戶軟件完成FLASH擦除動作并回應(yīng)FLASH擦除指令。

f）PC軟件發(fā)送升級命令包（UPGRADE）。

g）用戶軟件回應(yīng)升級命令，寫入到FLASH。

h）寫入完畢，復(fù)位，發(fā)送DONE命令到PC軟件，加載升級后的程序運(yùn)行，升級完畢。

2.2.5 遠(yuǎn)程升級的結(jié)果驗(yàn)證

將日期作為軟件版本，通過查看軟件版本可以驗(yàn)證升級是否成功，可以查看FLASH相應(yīng)地址的內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證。

3 結(jié)論

利用TMS320C6416的EMIF接口連接FLASH芯片，使用W5300芯片的網(wǎng)絡(luò)通信功能，構(gòu)造一個(gè)C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)可以完成在線升級的功能，實(shí)現(xiàn)DSP系統(tǒng)的升級，該在線升級方法已經(jīng)在某平臺上應(yīng)用，經(jīng)驗(yàn)證，穩(wěn)定可靠。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李方慧，王飛，何佩琨.TMS320C6000 系列DSPs 原理與應(yīng)用[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[2]江思敏，劉暢，主編.TM S320C6000 DSP 應(yīng)用開發(fā)教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社， 2005，2.

[3]Texas Instruments.TMS320C6000 系列DSP 編程工具與指南[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[4]王敏志，曹元將，陳行湖.基于FLASH 的T MS320C6416ROM 加載方法[J].雷達(dá)與對抗，2004（3）：62-66.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]