一種基於實時MCU的軟體引導固化方法與流程
2023-05-18 20:13:56 1
本發明屬於飛行器制導控制技術領域，涉及一種基於TMS320F28335晶片實時MCU(微處理器)的可實現固化和引導應用軟體運行的方法。
技術背景
TMS320F28335是TI公司的一款具有強大的控制和信號處理能力的32位浮點型數位訊號處理器，工作主頻最高150MHz，片內具有256K×16Bit的FLASH存儲器、34K×16Bit的SARAM，8K×16Bit的引導ROM，具有精度高、成本低、功耗小，外設集成度高、數據和程序存儲量大等優點，可廣泛應用於控制及通信等領域。目前，武器系統信息化程度越來越高，為了保證作戰系統的可靠、穩定、高效，相應的研發模式也在不斷的向模塊化、組件化、系列化轉變，這就要求各個分部件具有較高的運算處理能力，TMS320F28335因此可以在各制導控制分部件系統上得到廣泛應用。
一般情況下，武器系統各部件產品研製過程中，對開發的DSP嵌入式設備軟體的更新和維護也越來越頻繁，當進行軟體升級時，要擦除晶片內容並重新燒寫新的程序代碼和數據，通常使用TI公司的CCS燒寫插件並通過仿真器JTAG口對片上FLASH進行編程的方法。該傳統更新方式雖簡單易用，但一般只在程序開發和調試階段使用，而在全彈聯調及維護階段時需將分部件從彈體上拆除取下設備、連接 仿真器存在較大困難，過程複雜繁瑣且容易產生隱患，極大阻礙了武器系統的整體發展。本發明的可用於固化和引導應用軟體在TMS320F28335MCU上運行。
技術實現要素：
本發明的目的：提供了一種有效可行的軟體引導固化方法，固化和引導應用軟體在TMS320F28335MCU上運行，解決應用軟體在線升級需拆卸設備的難點，實現通過外部通訊接口完成應用軟體上傳固化，並在微處理器通電後引導運行固化的應用軟體。
本發明實現方法：
一種基於實時MCU的軟體引導固化方法，包括如下步驟：
步驟1、進行引導固化軟體和應用軟體在FLASH中的地址規劃分配；
步驟2、設定MCU啟動時運行引導固化軟體；
步驟3、引導固化軟體判斷是否需要進行FLASH燒寫來更新應用軟體，如果不需要，進行步驟8，如果需要，進行步驟4；
步驟4、判斷與PC機串口是否成功握手，如果不成功，進行步驟步驟8，如果成功，進行步驟5；
步驟5、將從PC機串口發來的新的應用程式代碼接收至片上RAM；
步驟6、將新的應用程式代碼燒寫至FLASH，進行更新；
步驟7、燒寫完畢，結束本方法；
步驟8、啟動應用軟體，結束本方法。
在步驟6中，調用FLASH28x_API庫進行FLASH燒寫。
在步驟1中，分配FLASH中的Sector A，32K×16Bit空間用於存儲引導固化軟體可執行文件；分配FLASH中空間Sector C、Sector D、Sector E用於應用軟體可執行文件；分配FLASH中剩餘空間作為備用空間存儲數據。
本發明的優點：滿足使用TMS320F28335為MCU的系統在線升級應用軟體和引導應用軟體的需求，軟體升級時不需對系統進行拆卸，提高了軟體升級能力和設備的可靠性及簡化維護流程。
附圖說明
附圖1為軟體FLASH扇區地址空間分配；
附圖2為跳轉到FLASH存儲器引導模式流程圖；
附圖3為軟體流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實例對本發明做進一步的說明：
本發明屬於飛行器制導控制技術領域，涉及一種基於TMS320F28335晶片實時MCU(微處理器)的可實現固化和引導應用軟體運行的引導固化方法。
目的是通過本引導固化軟體，實現固化和引導應用軟體在TMS320F28335實時MCU系統上。本發明利用TMS320F28335MCU 內部存儲器的分頁分配管理技術，設計一種引導固化方法，實現引導固化軟體和應用軟體的物理空間分配和使用，完成應用軟體的固化升級及引導運行。
基於TMS320F28335MCU晶片內部256K×16Bit的FLASH存儲器、8K×16Bit的引導ROM，將其分為不同的頁進行操作，通過對這些內部存儲器的分頁分配管理，實現引導固化軟體和應用軟體的物理空間分配和使用。
TMS320F28335晶片採用從FLASH啟動方式運行軟體。FLASH啟動的復位入口地址是固定的，通過在此地址寫入轉移指令，跳轉到引導固化軟體的程序入口地址，實現引導固化軟體的引導運行。
在固化軟體運行後，利用重定位技術，將應用軟體的程序入口地址固定在內存分配的地址，引導固化軟體運行引導應用軟體功能時，通過轉移指令跳轉到應用軟體的程序入口地址，從而實現應用軟體的引導運行。即首先啟動固化軟體，然後引導應用軟體運行。
在應用軟體不需要運行時，既可以引導固化軟體的固化程序代碼功能，是通過外部通訊口將從上位機接收到的程序代碼數據燒寫在TMS320F28335晶片的內部FLASH對應空間上，覆蓋原有的應用軟體。
引導固化軟體和應用軟體分別固化在各自分配的不同FLASH空間。
具體實現過程中，本發明首先進行引導固化軟體和應用軟體在FLASH中的地址規劃分配，TMS320F28335MCU晶片內部256K×16Bit的FLASH存儲器扇區地址分配如附圖1所示，其中分配FLASH 中的Sector A(32K×16Bit)空間用於存儲引導固化軟體可執行文件；分配FLASH中空間Sector C、Sector D、Sector E用於應用軟體可執行文件；分配FLASH中剩餘空間作為備用空間存儲參數等其它數據等。根據存儲器的規劃分配，TMS320F28335系統每次上電復位後，首先採用跳轉到FLASH存儲器引導模式運行引導固化軟體，如附圖2所示。然後引導固化軟體程序判斷是否需要重新燒寫FLASH，如果需要，則將上位機通過外部串口發送的新的目標代碼燒寫自TMS320F28335應用軟體在FLASH中的指定扇區，對與應用軟體進行更新，如果不需要，則繼續執行原有用戶目標代碼，跳轉到應用軟體的程序入口地址最終引導應用軟體運行，如圖3所示。
本發明的關鍵點在於把收到的應用軟體程序,用已固化的引導固化軟體燒寫至FLASH。
已固化的引導固化軟體必須存儲於FLASH內指定扇區,這個扇區不允許擦除和更改,完全獨立於用戶應用程式的存儲區域。FLASH內已固化的引導固化軟體和用戶應用程式的區域劃分可以通過.cmd文件解決。
該引導固化方法的應用，解決了TMS320F28335系統在線升級應用軟體和引導應用軟體需對系統進行拆卸的難點，是實現軟體升級的重要環節。附圖2是該技術的軟體流程圖，標號1、2、3是該技術的3個關鍵點。關鍵點1：使用TMS320F28335晶片默認引導方式「Jump to Flash」，即上電復位後，直接運行引導固化軟體，用引導固化軟體判斷是否需要燒寫FLASH；關鍵點2：外部串口發送的應用程式信 息已被引導固化軟體解析，解析後的應用軟體信息包括以下信息：燒入FLASH的首地址,程序長度和對應16進位數據；關鍵點3：由於TMS320F28335片上FLASH不支持在其中一個扇區運行程序去擦除或燒寫其它扇區這種做法,所以,完成接收數據和燒寫FLASH工作的這部分程序必須搬移至片內RAM或片外RAM上運行。
本發明利用基於TMS320F28335晶片實時MCU(微處理器)的引導固化方法，在軟體運行期間進行程序入口地址重定位，實現引導應用軟體的運行；通過對內部FLASH存儲器的分頁分配管理，實現引導固化軟體和應用軟體的物理空間分配和使用，解決了軟體在運行期間無法對自身運行時域進行擦寫的難點，可滿足彈上軟體不拆卸升級的需求。
本發明實現簡單，滿足使用TMS320F28335為MCU的系統在線升級應用軟體和引導應用軟體的需求，軟體升級時不需對系統進行拆卸，提高了軟體升級能力和設備的可靠性及簡化維護流程。
上述說明並不是對本發明的限定，在不脫離本發明的主旨的範圍內，可以進行各種變形和變更，例如，最優化的方法可以在現有技術的各種方法中選擇。