一種DSP程序在線加載方法

劉宵辰 李興智 王俊 航空工業西安航空計算技術研究所

引言

數字信號處理器DSP在航空航天領域應用非常廣泛，使用該處理器的產品在系統聯試或交付使用后，軟件不可避免的要進行升級維護。傳統的維護升級方法是，現場對設備開蓋，通過仿真器連接設備進行JATG燒寫，升級維護比較麻煩。因此，如何通過外部接口實現對處理器的軟件升級是亟待解決的一個問題。

文獻[1]介紹了一種基于RS422總線的DSP軟件在線加載方法，描述了該在線加載方法的基本思想，以及實現該方法的基本步驟。文獻[2]提出了一種利用CAN總線更新DSP程序的方法，對軟件設計開發的流程進行了介紹。文獻[3]提出一種基于PCI總線升級DSP應用程序的方法，該方法利用了PCI總線的高速數據通信特點，實現應用程序的更新維護。文獻[4]提出一種基于以太網的DSP程序更新方法，實現了遠程升級、維護DSP程序。文獻[5]研究了DSP程序引導啟動的原理和FLASH固化原理，在此基礎上，利用GPRS通信技術，設計了一種DSP程序遠程升級方案。

本文提出了一種DSP程序在線加載方案，可供設計人員進行DSP程序在線加載設計時參考。

1 在線加載方案

在線加載功能框圖如圖1所示，在線加載主要涉及兩個程序：加載程序(Prog Load)和應用程序(Prog App)，兩個程序分別由兩個獨立的CCS工程（CCS Project）產生。

加載程序在開發完成后，可在產品交付前通過JTAG將其燒寫、固化在DSP指定的Flash內存空間中，主要用于實現與上位機的通訊，當需要升級應用程序時，將上位機發送過來的應用程序代碼數據燒寫到指定的FLASH空間中。在后期軟件維護升級過程中，不需要對該加載軟件進行更改。

應用程序是根據需求編寫的可更新的特定功能代碼，由加載程序將應用程序代碼數據燒寫到應用程序所對應Flash內存空間中。

DSP上電復位后首先運行加載程序，在加載程序中判斷是否需要升級。如不需要升級，程序跳轉到應用程序的入口地址，執行應用程序；如需要升級，則先擦除應用程序對應FLASH區，然后將應用程序升級代碼寫入到指定的FLASH區域中。

圖1 在線加載功能框圖

2 實現原理

要實現程序在線加載，必須使加載程序和應用程序相互獨立，使二者存儲于不同的存儲區域。要實現程序相互獨立則需要配置兩個程序的cmd文件。如圖2所示，本項目將加載程序（Load Program）配置在FLASHA中，應用程序（Application Program）配置在FLASHC～H中，從而實現加載程序與應用程序的獨立。

圖2 DSP Flash劃分示意圖

DSP根據外置管腳的不同配置分別采用不同的啟動方式，本文設計采用從FLASH引導。DSP上電復位后首先執行加載程序，在加載程序中根據條件判斷繼續執行加載程序還是執行應用程序。

本方法將加載程序（Load Program）的啟動地址設置為0x33FFF6，將應用程序（Application Program）的啟動地址設置為0x300000。產品上電后，系統先從0x33FFF6地址開始執行加載程序，加載程序的主要功能如下：

a.接收總線指令，根據總線指令決定是否需要在線加載；

b.如需軟件升級，則通過總線接收升級程序代碼并校驗；

c.將接收到的數據燒寫到Flash的指定區域；

d.程序跳轉到應用程序的入口地址，進而執行應用程序。

加載程序執行流程見圖3。

圖3 加載程序執行流程圖

3 燒寫文件生成

集成開發環境CCS編譯生成的.out文件是一種二進制可執行文件格式。該文件的文件格式是通用目標文件格式COFF（Common Object File Format），此種格式的文件可以利用DSP仿真器加載到DSP的RAM中直接運行，但是不適用對片內Flash進行在線編程，因此需要將應用程序生成的.out文件轉換成.bin文件，.bin文件可以直接用于在線加載。

4 目標機應用程序升級實現

當執行在線加載時，目標機和上位機建立通訊后，會接收上位機發來的應用程序固化數據。目標機對接收到的數據進行校驗，數據校驗正確后向上位機返回正確狀態并將數據依次存放在DSP的RAM數據空間中。若接收到的數據校驗錯誤則向上位機返回錯誤狀態，拋棄所接收到的數據，并等待上位機重新發送。

目標機完成應用軟件數據的接收后，即可以調用FLASH API進行FLASH燒寫。

5 結束語

本文提出了一種DSP軟件在線加載的方法，使用該方法可以大大提高產品軟件的可維護性和擴展性，此外，該方法具有一定程度的普遍意義，對其他類似系統的程序在線加載具有借鑒意義。