TMS320F28035 DSPCAN程序升级方案 BootLoader.docx
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TMS320F28035DSPCAN程序升级方案BootLoader
●系统硬件架构说明
程序升级需一台PC计算机，一块CAN卡，和一个待升级设备。
PC计算机下发升级数据，控制并监视整个烧录过程。
PC机通过USB口和线缆与CAN卡线连接，CAN卡将USB数据线数据转换为CAN报文，通过CAN总线与待升级的设备连接。
CAN卡实现PC机与待升级设备间的连接，控制，数据通信。
一次程序升级过程可对一个设备进行程序更新。
PC机需安装windowsXP，window7，8,10操作系统，且安装好监控升级软件，以及CAN卡驱动程序。
CAN卡采用USB线缆供电并采用专用USB转UART（异步串口）芯片HC340，为PC机拓展出一个虚拟串口，PC机凭此串口与CAN卡进行通信，CAN卡主控芯片采用28035，主要功能是实现串口数据到CAN数据报文的格式转换。
●上位机监控软件使用介绍
1、首先安装CAN卡驱动程序（HL-340）,安装完成后在PC电脑任一USB口插入CAN卡，即可在”我的电脑”-”设备管理器”-“串口”一栏中找到对应拓展出来的串口，表明驱动安装正确，CAN卡连接正确。
HL-340驱动程序图标
2、点击打开监控软件
监控软件图标
监控界面如下
1）.在监控软件中“串口号”一栏填入对应串口，在点击”打开串口”控件，连接好CAN与设备CAN线，给设备接入12V电源，即可监控通讯
2.点击“HEX文件读取按钮”，弹出hex文件查找对话框，找到需要烧录的hex文件，点击打开即可。
Hex文件查找对话框
此时“文件路径”控件显示待烧录的hex文件在硬盘中的实际位置，用于核对检查。
一般程序升级仅升级应用程序，因此编程选项栏中默认选择“擦除编程应用扇区”，若需对基本CAN升级扇区（B扇区）升级程序，则点击选择“擦除编程基础程序”，若需对28035芯片整个FLASH进行擦除和程序升级，则点击选择“擦除编程所有flash扇区”，但此功能慎用，此功能一次性擦除和编程所有扇区，升级过程中掉电，目标设备将无法使用CAN再次升级。
若基本程序和应用程序都需要升级，且无法确保升级过程中供电和通信稳定，则需要分两次升级，在编程选项中分别点击选择不同选项。
速度选择一栏选择不同烧写速度，由于不同电脑配置差异较大，低配置电脑，或者已有多个进程运行，CPU占用率较高，还使用最快速的烧写档位，容易数据校验出错现象，导致程序烧录不成功。
此时采用低档烧录，减小一次向串口缓冲区写入的数据量，从而减小进程处理任务，提高通信稳定性，可大大增加烧录成功率。
（实际使用发现：
低配置台式电脑在最快烧录速度下，错误率较高，需降低烧写速度3到4档，笔记本电脑可用最快速度烧录）。
3.点击“擦除flash并自动编程”控件，上位机自动发起连接，控制目标设备进行程序升级。
烧录过程中勿操作界面，直到烧录完成后才能进行其他操作。
进度条控件显示烧录进度，一般升级过程在40秒钟作用。
4.当程序升级成功，界面上将显示所有数据校验正确，状态指示一栏显示“SuccessStatus”,若烧写结束而数据校验不正确，“状态指示”一栏显示“VerifyStatus”，若目标升级设备没有和上位机建立通信则“状态指示”一栏显示“launchStatus”。
若目标设备处于FLASH扇区擦除过程则显示“EraseStatus”，若处于程序烧录过程中则显示“ProgramStatus”。
5.烧写成功完成后，目标设备自动复位，重新执行最新程序。
可将监控界面由程序升级页面切换到产品监控页面，观察最新烧录好的软件的版本号，规格型号等有用信息。
●28035flash介绍
28035FALSH存储空间共64K（64K字），他们被组织在8个扇区，每扇区8K，每个扇区可被单独擦除和编程，不影响其他扇区。
扇区中每一个基本存储单元称为一个字，而一个字有16个位。
对每个扇区编程之前，必须先擦除该扇区，擦除即将扇区每一位写1,编程即将特定位写0。
以上表格是各扇区的绝对地址，CPU可根据以特定的绝对地址访问对应FLASH的特定地址单元
●烧写文件（.hex）介绍
CCS6编译器经过适当配置，软件编译结束以后会自动产生intel格式的hex文件，该文件以特定格式保存了最终烧录到flash中的机器码，此类型文件用于CAN程序升级。
（软件编码编译完成后产生的.out文件，需用JTAG调试烧录工具将机器代码烧录到芯片中）。
以实际应用的hex文件（intel格式hex文件）为例说明，
红色起始域每行以冒号开始，它表示每行的开始
黄色长度域例如02表明本行有两个字节数据，0x20表示本行有32个字节数据。
绿色地址域它表示每行数据的起始地址（低位）
蓝色类型域
这个域表示这条HEX记录的类型,他有可能是下面这几种类型
00----数据记录，表明此行记录表示数据
01----文件结束记录，表明此行文件最后一行。
02----扩展段地址记录，表明此行记录的是高段地址,DSP寻址空间为0x3FFFF,64K，即而地址域仅能表示低16位地址，因此需使用高段地址配合使用。
04----扩展线性地址记录
紫色数据域若本行为数据记录则依次表示将要烧录到flash对应地址单元中的数据，若本行为拓展地址记录，则表示高段地址。
一行总数据字节数量，可从长度域得到
灰色每行最后两个字符为本行数据校验和。
:
02000004003EBC
:
20800000FE02761F01BF1A0E0200761F02650610EC05761F01BF1A0E0080761F002C92048A
:
20801000761F0263962D767E908E761F0263962B922F542B56C30009761F02654612EE0C16
:
208020001A1000406F099230542B56C50006761F02651810FFBF761F0263922C542B56C3CA
:
208030000004922B962C761F002C9202761F0264960A767E908E761F0264960B920C540B12
:
2080400056C30009761F02654F12EE0C1A1080006F099E39540B56C50006761F026518100A
:
206160008E77003E8E7D003E8E83003E8E89003E8E8F003E8E95003E9085003E9085003E8D
:
206170009085003E8E9B003E9085003E9085003E8EA1003E8EA7003E8EAD003E8EB3003ED7
:
206180008EB9003E9085003E9085003E9085003E9085003E8EBF003E8ED6003E8EED003E48
:
206190009085003E8F04003E9085003E8F0A003E9085003E9085003E8F10003E8F16003E3B
:
2061A0008F2D003E8F44003E8F5B003E8F72003E8F89003E8FA0003E8FB7003E8FCE003E8B
:
0C61B0009085003E9085003E8FE5003E8B
:
047FF600007EAB9FBF
:
00000001FF
以第一行为例，此行有两个字节数据，即0x003E，且本行是拓展段地址记录，即它表示起始高位地址为0x003E，
以第二行为例，此行有0x20即32个字节数据记录，且本行是数据记录，低位地址为0x8000，即从0x3E800地址开始，每个flash地址单元当中的数据依次是0xFE02，761F....9204
根据以上数据记录可解析出flash中每一个地址单元中的数据，例如：
根据第一第二行的信息可解析出，地址0x3E8000中存放数据为0xFE02。
将该地址与数据传入DSP中，CPU调用烧写函数将数据烧录到对应的flash特定地址当中。
上位机解析出所有的机器码，并将它们下发到DSP中，DSP运行的程序解析出一帧报文中的绝对地址，分析是哪一个扇区，从而决定是否将机器码烧录到该绝对地址中。
●CAN报文与通信协议介绍
CAN报文最高位为主从机标志位，当帧类型为数据帧时，16-1位存放机器码，32-17位存放该机器码的高位地址，48-33位存放机器码的低位地址。
按以上帧格式，上位机与目标升级设备进行主从通信，一个帧中包含一个FLASH中的绝对地址以及地址当中的数据，目标设备CPU接收到报文后进行分析处理，并向上位机发送应答帧，应答帧格式相同，仅主/从机标志位不一样，上位机将接收到的应答帧，并且应答帧完全正确，表明所有数据已下发，并无通讯错误。
●掉电升级原理：
C-H扇区用来存放应用程序，B扇区存放CAN升级基本程序。
A扇区用于选择跳转到应用程序还是CAN升级程序。
B扇区编程标志域：
0x3F5FFE-0x3F5FFF,长度为2个字，编程成功该域写0，否则该域各位写1
B扇区跳转域:
0x3F5FFC-0x3F5FFD，长度为2个字，跳转到cint00函数，实现C运行编程环境初始化。
C扇区编程标志域：
0x3F3FFE-0x3F3FFF，长度为2个字，编程成功该域写0，否则该域各位将写1
C扇区跳转域：
0x3F3FFC-0x3F3FFD,长度为2个字，跳转到cint00函数，实现C运行环境初始化。
A扇区入口地址域：
0x3F7FF6-0x3F7FF7，长度为2个字，该域放置一条跳转指令用于，跳转到A扇区跳转域。
A扇区跳转域：
0x3F7E00-0x3F7F7F，长度为384个字，根据B,C扇区编程标志域情况，决定跳转到B或者C扇区执行程序。
DSP复位完成后，CPU将跳转到A扇区绝对地址0x3F7FF6-0x3F7FF7执行程序，
该区域称FLASH入口域，此区域将放置一个跳转指令，跳转到A扇区的跳转域
A扇区跳转域根据B扇区与C扇区的标志域中的情况选择跳转。
若C扇区标志域为0x0000，表明应用程序有效，则跳转到C扇区执行应用程序。
若C扇区标志域为0xFFFF则表明应用程序未升级成功，则跳转到B扇区执行基板CAN升级程序。
应用程序升级过程：
应用程序升级时，DSP会保留A，B两扇区，并先擦除C扇区，随后D，E，F，G，H扇区相继被擦除，C区编程标志域被擦除置1。
DSP接收上位机下发数据对C，D，E，F，G，H扇区编程。
当编程完毕，上位机下发烧写成功命令，DSP对C扇区标志域写0，表示应用程序升级成功。
B扇区程序升级过程：
B扇区存放仅包含CAN升级的程序，对该扇区升级程序时，DSP会保留其他扇区，先擦除B扇区，B扇区编程标志域被擦除置1.DSP接收上位机下发数据对B区编程，编程完毕后，上位机下发烧写成功命令，DSP对B扇区标志位写0，表示B扇区程序升级成功。
工程文件组织：
B扇区程序以常量表格形式被嵌入到应用程序工程中。
该表格被应用程序工程链接到B扇区。
基本CAN升级工程，最终程序被分配到A扇区和B扇区。
其中在A扇区生成的程序与应用工程完全一样。
该工程文件输出的烧写文件（.hex）被转换为常量表格存放于.c文件中，用应用程序调用。
从而实现两工程文件独立编辑，升级和修改。
B扇区与应用扇区独立执行，任何时候都会有一个，且都包含有CAN升级功能，若程序升级过程中出现掉电，通信中断等异常情况，DSP中始终包含一个独立运行的程序，并可对未升级成功的扇区再次升级。
常量表格的实现原理：
编写一个包含CAN升级基本功能的工程文件，此工程中A扇区与应用工程中的A扇区完全一样，其他功能程序被链接到B扇区中，解析此工程文件的HEX文件，可分析得出B扇区所有机器码，将其转换为8K的常量表格存放于C文件中，再将此C文件添加到应用工程中进行编译（应用工程将此C文件中的常量表格链接到B扇区flash地址范围中）。
应用工程最后生成的.out文件，使用JTAG烧录工具烧录到DSP裸片中，此时DSP的FLASH可认为有两个独立的工程，它们可认为分别存放在A-B扇区和A-C-D...H扇区中。
DSP上电后自动执行应用程序
●FLASH编程API介绍
IT提供一系列完善可靠的接口函数供用户调用，以实现对FLASH的擦除、升级、以及校验，函数已经封装在2803x_FlashAPI_BootROMSymbols.lib库文件中，相关函数变量接口声明放在Flash2803x_API_Library.h，Flash2803x_API_Config.h文件当中，需将这些文件添加到工程中。
1.擦除函数Flash_Erase（SECTORD,&EraseStatus）;
第一个参数确定擦除的扇区，擦除完成后，所有位擦除后为1，即为0xFFFF状态
2.编程函数Flash_Program（Flash_ptr,Buffer,Length,&ProgStatus）;
第一个参数确定flash中的编程起始地址，第二个参数确定RAM中的数据起始地址，第三个参数确定编程数据块大小
3.校验函数Flash_Verify（Flash_ptr,Buffer,Length,&VerifyStatus）;
第一个参数确定flash中的校验起始地址，第二个参数确定RAM中的数据校验起始地址，第三个参数确定校验数据块大小
程序升级过程中，DSP接受到can总线发送来的一帧报文，即可获得一个有效的机器码与对应的FLASH扇区中的绝对地址，此时设定Length为1，Flash_ptr指向FLASH中的绝对地址，buffer参数包含该机器码，调用Flash_Program（）函数就可以实现对该特定地址的编程。
●目标程序升级流程控制
当DSP复位结束后，CPU首先从flash程序入口执行程序，该域放置了一条跳转指令，跳转到A扇区跳转域执行跳转函数，随后跳转到C扇区的跳转域，C扇区跳转域在次跳转到Cint00函数以实现C运行环境初始化，完成后进入主函数执行。
在对FLASH进行编程之前，FLASH中的CAN升级程序已经被复制到RAM中。
当执行到程序升级函数后，CPU是在RAM中执行程序，对flash进行擦除、升级等操作对CAN升级没有影响。
应用程序运行时，当接收到上位机下发程序升级命令后，程序将控制设备停机（封锁PWM输出），然后DSP自行复位，程序重新执行。
在预先设定的程序以及函数从flash拷贝到RAM中执行以后，进行一段时间的延时，判断是否接收到上位机下发升级命令，若未接收到升级命令，程序转到应用程序。
若接收到程序升级命令，则转到程序升级功能函数。
若程序升级完成，DSP复位程序重新执行。
●上位机程序与目标程序执行流程，状态转换过程
DCDC设置状态与PC机状态互相驱动变换
●介绍两个工程文件的CMD文件与汇编跳转函数说明
伪指令实现向特殊变量写到标志寄存器当中
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