CN107885510B - 一种可同时烧录双dsp的烧录工具及烧录方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对传统DSP烧录存在的缺陷，设计了一套具备同时烧录两个DSP能力的烧录工具和烧录方法，烧录工具包括：DSP烧录接口，连接上位机的USB接口，USB转双串口模块，供电控制模块，接收来自串口的DTR引脚的高低电平信号，根据所述高低电平信号控制DSP处理器的上电和断电，模式控制模块：接收来自串口的RTX引脚的高低电平信号，根据该高低电平信号实现DSP烧录模式和正常运行模式之间的切换。本发明的有益效果在于：极大简化了传统烧录方法的操作步骤；可以同时烧录两个DSP；将原来需要手动才能完成的获取版本号和校验操作通过上位机软件自动化完成。

Description

一种可同时烧录双DSP的烧录工具及烧录方法

技术领域

本发明涉及工业自动化领域的数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，更具体的是涉及两个数字信号处理器同时烧录的烧录工具和烧录方法。

背景技术

随着技术的发展和进步，人们对设备的要求越来越高。一些安全等级要求较高的设备，大都采用冗余设计(上面装有两个处理器)。这对现场维护人员维护升级设备带来了挑战。

传统的DSP程序烧录有两种方法：传统串口烧录、JTAG口烧录。传统串口烧录在烧录前需要短接相应引脚使处理器进入串口烧录模式，在烧录完成后还需要断开相应引脚使处理器进入正常工作模式。在操作的过程中需要一系列的拆机、断电和上电操作。JTAG口烧录一般用于程序的开发调试阶段，通过该方法烧录对现场维护人员的技术水平要求较高，增加了出错的可能性。使用JTAG接口烧录还需要外部供电，在复杂现场环境下增加了设备损坏的可能性。

传统烧录方法一次只能烧录一个处理器，并且烧录完成后并不具备校验程序完整性的能力，更不能获取烧录程序的版本号信息。因此，传统烧录方法普遍存在烧重、烧错、漏烧的现象，降低了工作效率的同时增加了出错的可能性。

综上，由于现场的复杂条件，我们需要一种具有操作简单、工作高效、支持同时烧录多个处理器、支持程序校验、支持回读程序版本号的烧录工具和烧录方法。

发明内容

本发明针对传统DSP烧录存在的缺陷，设计了一套具备同时烧录两个DSP能力的烧录工具和烧录方法。

本发明解决问题的技术方案为：提供一套具备同时烧录两个DSP能力的电路设计和烧录方法。

一种可同时烧录双DSP的烧录工具，包括：

DSP烧录接口；

连接上位机的USB接口；

USB转双串口模块，其将一路USB接口转换为两路串口；

供电控制模块，接收来自串口的DTR引脚的高低电平信号，根据所述高低电平信号控制DSP处理器的上电和断电；

模式控制模块：接收来自串口的RTX引脚的高低电平信号，根据该高低电平信号实现DSP烧录模式和正常运行模式之间的切换。

优选地，所述USB转双串口模块采用FT2232HL芯片，该芯片可以实现USB转两路串口。

优选地，所述供电控制模块包括光MOS和电阻。光MOS的Pin1经过电阻与电源VCC连接；光MOS的Pin2直接和串口的DTR引脚连接；光MOS的Pin3接DSP烧录接口的VCC；光MOS的Pin4接电源VCC。

优选地，所述模式控制模块包括三极管和两个电阻。三极管的基极通过电阻和串口的RTX引脚连接；三极管的集电极通过电阻和DSP的TX引脚连接；三极管的发射极直接接地。

一种应用上述烧录工具的烧录方法，烧录过程包括如下步骤：

S10：上位机软件启动后首先读取配置文件。

S20：配置文件读取成功后会根据读取的配置信息重载上位机界面。

S30：选择各DSP的对应的串口端口。

S40：点击上位机界面上的开始烧录按键，上位机在后台根据DSP的数量开辟线程，开始自动执行烧录过程。

优选地，在执行S10步骤时，上位机软件即可以支持一个DSP又可以支持两个DSP，根据配置文件中DSP的数量，上位机软件可以实现自动配置。

其后的自动烧录过程包括如下步骤：

S50：初始化，给DSP上电；

S51：上位机发送自适应波特率字符给DSP，DSP自动调整波特率配置；

S52：上位机下载自定义引导程序到DSP；

S53：上位机和引导程序建立通信连接；

S54：上位机解锁DSP；

S55：上位机擦除DSP的Flash；

S56：上位机烧录DSP的Flash；

S57：上位机校验DSP的Flash；

S58：上位机获取并判断DSP的Flash校验和；

S59：上位机获取DSP烧录程序的版本号信息。

本发明的有益效果在于：极大简化了传统烧录方法的操作步骤；可以同时烧录两个DSP，也可以只烧录单个DSP；将原来需要手动才能完成的获取版本号和校验操作通过上位机软件自动化完成，降低了出错的可能性。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明烧录工具的结构框图。

图2是本发明烧录工具中的串口烧录电路的结构框图。

图3是本发明中串口烧录电路的电路图。

图4是本发明上位机所需的操作过程的流程图。

图5是本发明的自动烧录过程的流程图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加的明确，下面结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

图1为本发明烧录工具的结构框图。如图1所示，该烧录工具包括USB接口、USB转双串口模块、串口烧录电路A和串口烧录电路B。其中串口烧录电路A和串口烧录电路B的结构设计是一样的。USB接口进来分为数据线和电源线两部分。电源线进来后直接接入串口烧录电路A和串口烧录电路B。数据线则接入USB转双串口模块。USB转双串口模块实现将一路USB转为两路串口的功能。USB转双串口模块对外输出串口A和串口B，分别进入串口烧录电路A和串口烧录电路B。

图2为串口烧录电路的结构框图。串口烧录电路包括电源、串口、供电控制模块、模式控制模块、DSP烧录接口(所谓的烧录接口是指DSP用于烧录模式时用到的特定引脚)，DSP烧录接口包括DSP的VCC、RX、TX、GND引脚。电源为从USB接入的电源；串口包括DTR、TX、RX、RTX引脚；供电控制模块实现对DSP的上电和断电控制；模式控制模块实现DSP在烧录模式和正常运行模式之间的切换；

电源进来后直接接入供电控制模块，为实现对DSP烧录接口的上电和断电控制还引入了串口的DTR信号。串口的DTR信号为高低电平信号，可以根据串口DTR信号的高低电平状态实现对DSP烧录接口的上电和断电控制，例如低电平上电，高电平断电。

串口的TX信号直接接入DSP烧录接口的RX。串口的RX信号直接接入DSP烧录接口的TX。DSP的TX引脚有两个功能：一是上电过程中下拉(注：此处的下拉操作是指引脚通过电阻与地连接)进入烧录模式，二是正常运行模式当作串口发送引脚。进入烧录模式时需要将TX引脚下拉，正常运行模式时需要将其上拉或不做处理，为此设计了模式控制模块。模式控制模块可以根据串口RTX信号的高低电平状态实现对DSP烧录模式和正常运行模式之间的切换，例如高电平进入烧录模式，低电平进入正常运行模式，此处需要说明的是，所谓的烧录模式，是指DSP进入SCI启动模式(串口模式)，此模式下，上位机与DSP的ram中的引导程序通信。

图3为串口烧录电路的电路图。该电路图为图2的具体实施实例。包括电阻：R1、R2、R3、R4、R5；光MOS：P1；三极管：Q1。供电控制模块：电源VCC有两路连接，一路经过电阻R1后进入光MOS的Pin1，一路直接进入光MOS的Pin4；串口的DTR引脚连接光MOS的Pin2，光MOS的Pin3连接DSP烧录接口的VCC。该电路实现了串口DTR信号对DSP烧录接口VCC的上电和断电操作，原理如下：当DTR信号为高电平时，光MOS处于关闭状态，实现对DSP烧录接口VCC的断电操作。当DTR信号为低电平时，光MOS处于接通状态，实现对DSP烧录接口VCC的上电操作。

模式控制模块：串口的RTX信号经过电阻R5进入三极管Q1的基极，三极管的发射极接地，三极管的集电极经过电阻R3接入串口RX与DSP烧录接口TX之间的信号线。该电路实现了串口RTX信号对DSP运行模式的控制，原理如下：当串口的RTX信号为低电平时，三极管Q1处于关闭状态，不能实现对DSP烧录接口TX引脚的下拉操作，DSP进入正常运行模式；当串口的RTX信号为高电平时，三极管Q1处于导通状态，实现对DSP的TX引脚经过电阻R4，电阻R3之后的下拉操作，此时DSP进入烧录模式。串口的TX经电阻R2后接入DSP的RX，DSP的TX经过电阻R4后接入串口的RX引脚，从而实现烧录过程中上位机和引导程序间的交互通信。

图4为上位机操作过程的流程图。上位机操作过程包括读取配置文件、重载界面、选择串口、开始烧录、开辟线程。

S10：上位机软件启动后，点击界面上的读取配置文件按键来读取配置信息。该配置文件和烧录程序放在一起，一起提供给烧录人员，手动选择配置文件，随后进入步骤S20。所述配置文件包括如下信息：DSP处理器数量(一块电路板上有可能有一个或两个)、各DSP处理器型号(可以支持同时烧录两个不同型号的DSP处理器)、各DSP处理器烧录文件名(每个DSP处理器烧录文件可以不同)、各DSP版本号存储位置(每个DSP处理器的版本号存储位置可以不同)、各DSP烧录文件的校验和(此处，校验和指的是对Flash区域所有数据相加得到的数值，每个DSP处理器烧录文件的校验和不同)。

S20：配置文件读取成功后，会根据读取的配置信息重载上位机界面，上位机界面上包含的信息有DSP的数量、DSP的型号、DSP的密码、DSP烧录文件的文件路径。

S30：选择各DSP串口对应的串口端口，通过不同的串口端口来区分对应烧录的是哪个DSP。

S40：点击开始按键，上位机自动执行烧录过程。点击开始按键后上位机在后台根据DSP的数量来开辟对应数量的线程。

图5为自动烧录过程的流程图。

S50：初始化准备，给DSP上电，进入正常运行模式。线程开始后，上位机通过对烧录工具的供电控制模块和模式控制模块的配置实现烧录模式到正常运行模式的切换。过程如下：首先将串口的DTR信号置低，RTX信号置高，此时DSP处理器处于烧录模式的断电状态。短暂延时后将串口的DTR信号置高，此时DSP处理器处于烧录模式的上电状态。短暂延时后将串口的RTX信号置低，DSP进入正常运行模式，完成准备工作。

S51：DSP进入正常运行模式后，此时DSP处理器里运行的为官方固化的Boot(引导程序)。上位机发送自适应波特率字符‘A’给DSP处理器，DSP处理器自适应波特率成功后将字符‘A’原样返回给上位机。上位机根据是否收到或收到的是否是字符‘A’来判断自适应波特率是否成功。以此来实现上位机和DSP的波特率同步。自适应波特率成功则继续执行下面的过程，失败则提示自适应波特率失败。

S52：下载自定义引导程序。此时DSP处理器仍运行的是官方固化的Boot，该Boot并不具备烧录Flash的能力，但是可以将接收到的程序拷贝到RAM区域运行。因此可以将编写的支持Flash烧录功能的自定义引导程序通过官方固化Boot拷贝到RAM区域运行，和上位机建立通信。DSP处理器在余下过程中，运行的为ram中的自定义引导程序。

S53：建立通信。自定义引导程序下载完成后，在执行烧录之前上位机和自定义引导程序应建立通信。上位机发送建立通信命令给自定义引导程序，自定义引导程序执行建立通信命令并返回命令执行结果给上位机。自定义引导程序回复建立通信成功则上位机提示建立通信成功并继续执行下面的过程。自定义引导程序回复建立通信失败或没有回复则上位机提示建立通信失败并结束线程。

S54：解锁DSP。DSP的Flash区域是受密码保护的，在对Flash区域执行操作之前需要解锁DSP。上位机发送密码给自定义引导程序，自定义引导程序尝试使用该密码解锁Flash区域并回复解锁结果给上位机。自定义引导程序回复解锁成果则上位机提示解锁成功并继续执行下面的过程。自定义引导程序回复解锁失败或没有回复则上位机提示解锁失败并结束线程。

S55：擦除Flash。对于Flash的烧写只能是将对应存储位从1变为0，不能将其从0变为1。因此在执行烧录之前需要擦除整个Flash区域。上位机发送擦除Flash命令给自定义引导程序，自定义引导程序执行擦除Flash命令并将擦除结果反馈给上位机。自定义引导程序回复擦除成功则上位机提示擦除成功并继续执行下面的过程。自定义引导程序回复擦除失败或没有回复则上位机提示擦除失败并结束线程。

S56：烧录Flash。由于烧录文件比较大，上位机需要将烧录文件进行拆包操作。每包里包含信息如下:Flash开始地址、长度、数据。自定义引导程序接收到上位机发送的数据包后将数据烧录到相应位置。自定义引导程序将烧录结果反馈给上位机。自定义引导程序回复烧录成功则上位机提示烧录Flash成功并继续执行下面的过程。自定义引导程序回复烧录Flash失败或没有回复则上位机提示烧录Flash失败并结束线程。

S57：校验Flash。为保证程序被正确烧录，在烧录完成后还需要对Flash区域进行校验操作。烧录过程和校验过程执行的过程是一样的，只是自定义引导程序调用的函数不同。自定义引导程序接收到上位机发送的数据包对相应的Flash区域进行校验，并将校验结果反馈给上位机。自定义引导程序回复校验成功则上位机提示校验成功并继续执行下面的过程。自定义引导程序回复校验Flash失败或没有回复则上位机提示校验Flash失败并结束线程。

S58：计算校验和。校验和指的是对Flash区域所有数据相加得到的数值。上位机发送计算校验和命令，自定义引导程序接收到命令后执行命令并反馈执行结果。自定义引导程序回复的校验和和配置文件中的校验和一致则上位机提示计算校验和成功并继续执行下面的过程。自定义引导程序回复的校验和和配置文件中的校验和不一致或没有回复则上位机提示计算校验和失败并结束线程。

S59：获取版本号信息。在保证程序烧录过程不出错的情况下，亦有可能出现人为选错烧录程序版本的问题。因此在烧录完成后应确认烧录程序的版本。为实现获取版本号的功能，可以将程序的版本号信息烧录在Flash区域的固定位置，通过对对应位置的读取来得到版本号信息。上位机发送获取版本号信息命令，自定义引导程序接受到命令后执行命令并反馈执行结果。上位机直接提示自定义引导程序的回复结果，由烧录人员来判断程序的正确性。

综上所述，本发明实现了对传统的两片DSP的烧录过程的极大简化，只需：

1.将DSP处理器相关信息(DSP处理型号、DSP处理器烧录文件名等)写入配置文件，通过上位机对配置文件的读取，实现信息的自动录入，简化了各种配置参数的手动选择过程；

2.通过多线程技术，实现同时烧录两个DSP；

3.通过和烧录工具的配合使用，实现了对DSP处理器的自动上电、自动断电、自动模式切换；

4.上位机可以自动完成原先需要手动才能完成的校验功能和回读版本号功能。

即本发明的烧录方法，仅需对上位机进行简单的配置和选择，则其后完全由自定义引导程序和上位机间建立通信完成整个烧录过程，并完成校验和自动获取版本号，这相对于传统的烧录过程实现了极大简化。

本发明的有益效果在于：简化了传统烧录方法的操作步骤；可以同时烧录两个DSP，也可以只烧录单个DSP；将原来需要手动完成的获取版本号和校验的操作通过上位机软件自动化完成，降低了出错的可能性。

以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种应用可同时烧录双DSP的烧录工具的烧录方法，其特征在于，所述烧录工具包括，DSP烧录接口、连接上位机的USB接口、将一路USB接口转换为两路串口的USB转双串口模块、供电控制模块和模式控制模块；

其中，所述供电控制模块，接收来自串口的DTR引脚的高低电平信号，根据所述高低电平信号控制DSP处理器的上电和断电，所述供电控制模块包括光MOS和电阻；

所述模式控制模块：接收来自串口的RTX引脚的高低电平信号，根据该高低电平信号实现DSP烧录模式和正常运行模式之间的切换，所述模式控制模块包括三极管和两个电阻；

通过自定义引导程序与上位机建立通信，自动完成烧录过程，所述自定义引导程序为所述DSP处理器在正常运行模式下，通过所述烧录工具下载至所述DSP处理器的RAM区域的程序；

所述烧录方法包括如下步骤：

上位机软件启动后首先读取配置文件，根据读取的该配置文件中的配置信息重载上位机界面；

选择各DSP的对应的串口端口，点击上位机界面上的开始烧录按键；

所述上位机在后台根据DSP的数量开辟线程，开始自动执行烧录过程；

通过和所述烧录工具的配合使用，实现了对DSP处理器的自动上电、自动断电、自动模式切换：

所述烧录过程中自动完成校验功能和回读版本号功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置文件包括如下配置信息：DSP处理器数量、各DSP处理器型号、各DSP处理器烧录文件名、各DSP版本号存储位置、各DSP烧录文件的校验和。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上位机软件既可以只烧录一个DSP又可以同时烧录两个DSP，根据所述配置文件中DSP处理器数量，所述上位机软件可以实现自动配置。

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