CN110659056B - Dsp程序在线更新电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种DSP程序在线更新电路，旨在提供一种更新方式灵活、程序可靠性高的线更新电路。本发明通过下述方案实现：DSP通过外部存储器接口EMIF分别连接CPLD和FLASH芯片，CPLD内置EMIF总线读写器与FLASH异步并行接口转换器共端通过DSP的EMIF连接DSP；EMIF总线读写器接收到DSP的访问信号后，设置FLASH块选择器的FLASH块号，FLASH块选择器设置成对应的高低电平，将FLASH块选择器选中的对应块号的FLASH块为当前有效块，启动DSP自加载流程，加载命令接收应用程序dummyApp，dummyApp接收到在线更新命令，将加载在线更新程序，在线更新程序将接收DSP功能程序文件，存储到FLASH对应位置，完成DSP程序更新。

Description

DSP程序在线更新电路
技术领域
本发明涉嵌入式系统领域，具体涉及一种数字信号处理器DSP程序在线更新的电路。
背景技术
数字信号处理器DSP由于其运算速度快计算精度高实时性强等特点，在国防军工、通信工业控制以及消费电子等领域得到了越来越广泛的应用，特别是信号处理、图像处理、视频传输、航天航空等处理的领域更有其独特的优势。非易失性存储器FLASH通常用来储存数据和程序，因为其具有体积小容量大速度快功耗低可反复擦除并且可靠性高等优点，已作为DSP系统中的基本配置之一。DSP系统在启动后把FLASH中存放的程序和数据加载到内部RAM或外扩RAM中，然后开始运行程序。
在DSP嵌入式业务系统设备中，一般采用片外FLASH自举方式来实现DSP端功能程序的加载和启动。当DSP业务系统需要更新功能程序时，则可通过仿真器连接JTAG口来控制DSP，完成DSP外围FLASH的功能程序更新。这种方法有一些缺点：首先，对于成型、交货的设备产品，DSP业务系统板上一般不会留有JTAG口，或在机箱中很难插拔仿真器；其次，对已交货产品经常插拔仿真器，会对硬件设备有所损伤，使设备硬件处于非控状态；再次，在测试现场或调测机房现场，要找到DSP的专用仿真器是比较困难的；最后，通过JTAG控制DSP完成DSP外围FLASH的功能程序更的操作复杂，需要专业的操作人员才能完成功能程序更新，有时仅为了更新一个DSP的程序就需要研发或客服人员亲自到现场去烧写程序，这既不便捷，也使得设备维护成本大大增加。在实用系统中，越来越多的产品借助产品固有的通信接口来完成DSP程序的在线更新。
目前， DSP程序在线更新主要采用的方案为：DSP功能程序内含DSP程序在线更新模块，在线更新模块接收在线更新指令和待更新的DSP功能程序文件，校验接收到的DSP功能程序文件完整性后，将DSP功能程序文件完整无误的写入DSP外挂FLASH存储器相应位置。上述方案的不足之处在于：一、由于DSP程序在线更新模块内置在DSP功能程序中，不仅增加功能应用与程序在线更新的耦合，还占用了宝贵的DSP资源。二、由于DSP程序在线更新模块内置在DSP功能程序中，如果待更新的DSP功能程序本来有问题，会导致在线更新功能失效，不能继续在线更新，只有通过JTAG口挂接仿真器才能继续烧写功能程序。
发明内容
本发明的目的针对现有技术存在的不足之处，提供一种实现简单、更新方式灵活、程序可靠性高，与能应用松耦合，备在线更新功能应用失败可继续在线更新的DSP程序在线更新电路。
为达到以上目的，本发明提供一种DSP程序在线更新电路，包括：电连接数字信号处理器DSP的暂存DSP功能程序文件的外部随机存储器XRAM内存芯片，作为程序存储器件的非易失性存储器FLASH芯片，配合DSP程序,利用FLASH高n位地址管脚相连复杂可编程逻辑器件CPLD内置 FLASH块选择器选择FLASH块,以及 CPLD内置DSP复位控制器输出离散线连接DSP复位信号输入端的硬件复位管脚HRST，其特征在于：DSP通过外部存储器接口EMIF分别连接CPLD和FLASH芯片，CPLD内置EMIF总线读写器与FLASH异步并行接口转换器共端通过DSP的EMIF连接DSP；DSP通过DSP数据总线接口接收外部命令及DSP功能程序文件；DSP通过EMIF访问CPLD内置EMIF总线读写器，EMIF总线读写器接收到DSP的访问信号后，设置FLASH块选择器的FLASH块号，FLASH块选择器通过n根地址控制线将FLASH高n位地址线设置成对应的高低电平，将CPLD内置FLASH加载地址寄存器或FLASH加载块号寄存器设为对应值或者将其反馈给DSP；或者将DSP复位控制器的值设为1，启动DSP自加载流程，先加载硬件启动的引导程序bootloader并运行，再加载加载管理程序loadMgr并运行，加载管理程序loadMgr根据CPLD内置FLASH加载地址寄存器和FLASH加载块号寄存器的值选择加载并运行命令接收应用程序dummyApp、在线更新程序updateApp还是功能程序funcApp_i（i=1~N），将在线更新功能作为一个独立程序，按需加载在线更新程序和功能程序，分时独享DSP资源；在CPLD上电时，CPLD内置FLASH加载地址寄存器和FLASH加载块号寄存器被初始化为命令接收应用程序dummyApp存储在FLASH中的对应地址和块号，加载管理程序loadMgr根据CPLD内置FLASH加载地址寄存器和FLASH加载块号寄存器的值将加载命令接收应用程序dummyApp并运行，命令接收应用程序dummyApp接收命令并根据命令选择加载在线更新程序updateApp还是功能程序funcApp_i（i=1~N）；当选择加载功能程序funcApp_i，CPLD内置FLASH加载地址寄存器和FLASH加载块号寄存器将被接收应用程序dummyApp设置为功能程序funcApp_i存储在FLASH中的对应地址和块号，且DSP复位控制器的值将被设为1，启动DSP自加载流程，先加载硬件启动的引导程序bootloader并运行，再加载加载管理程序loadMgr并运行，加载管理程序loadMgr根据CPLD内置FLASH加载地址寄存器和FLASH加载块号寄存器的值将加载功能程序funcApp_i并运行，完成功能程序加载运行；当选择加载在线更新程序updateApp，CPLD内置FLASH加载地址寄存器和FLASH加载块号寄存器将被接收应用程序dummyApp设置为在线更新程序updateApp存储在FLASH中的对应地址和块号，且DSP复位控制器的值将被设为1，启动DSP自加载流程，先加载硬件启动的引导程序bootloader并运行，再加载加载管理程序loadMgr并运行，加载管理程序loadMgr根据CPLD内置FLASH加载地址寄存器和FLASH加载块号寄存器的值将加载在线更新程序updateApp并运行，在线更新程序updateApp将接收DSP功能程序文件，存储到FLASH对应位置，完成DSP程序更新。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
实现简单、更新方式灵活。本发明采用DSP先加载命令接收应用程序dummyApp，将在线更新功能作为一个独立程序，按需加载在线更新程序和功能程序，分时独享DSP资源，dummyApp接收到在线更新加载命令，将加载在线更新程序，加载在线更新程序将接收DSP功能程序文件，存储到FLASH对于位置，完成DSP程序更新，实现简单、更新方式灵活。另外，在线升级方法不需要改变DSP的启动方式，直接采用DSP默认的内部FLASH方式启动,从而省去了要对DSP的一些引脚进行硬件设置的麻烦。
程序可靠性高。本发明采用先加载命令接收应用程序dummyApp，在通过dummyApp接收命令以判断加载在线更新程序updateApp还是功能程序funcApp，在线更新功能程序失败可继续在线更新的DSP程序。避免funcApp程序本身有问题，导致无法继续在线更新DSP程序的情况。
与能应用松耦合。发明采用将在线更新功能作为一个独立程序，按需加载在线更新程序和功能程序，分时独享DSP资源，在线更新功能不占用功能应用工作时的DSP资源、不和功能程序抢占内部资源，功能应用与程序在线更新松耦合，避免了现有技术DSP程序在线更新模块内置在DSP功能程序中，不仅增加功能应用与程序在线更新的耦合，还占用了宝贵的DSP资源内部资源的不足之处。
附图说明
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案，但本发明所保护的内容不局限于以下所述。
图1为本发明的DSP程序在线更新电路原理示意图。
图2是图1的DSP程序在线更新流程图示意图。
具体实施方式
参阅图1。在以下描述的实施例中，一种DSP程序在线更新电路，包括：电连接数字信号处理器DSP的暂存寸尺较大DSP功能程序文件的XRAM内存芯片，作为程序存储器件的非易失性存储器FLASH芯片，配合DSP程序,利用FLASH高n位地址管脚相连复杂可编程逻辑器件CPLD内置 FLASH块选择器选择FLASH块,以及 CPLD内置DSP复位控制器输出离散线连接DSP复位信号输入端的硬件复位管脚HRST。DSP通过外部存储器接口EMIF分别连接CPLD和FLASH芯片，CPLD内置EMIF总线读写器与FLASH异步并行接口转换器共端通过DSP的EMIF连接DSP；DSP通过DSP数据总线接口接收外部命令及DSP功能程序文件； EMIF总线读写器接收到DSP的访问信号后，设置FLASH块选择器的FLASH块号，FLASH块选择器通过n根地址控制线将FLASH高n位地址线设置成对应的高低电平，以选中对应块号的FLASH块为当前有效块；或者接收到DSP的访问信号后，将FLASH加载地址寄存器或FLASH加载块号寄存器设为对应值；或者接收到DSP的访问信号后，将FLASH加载地址寄存器或FLASH加载块号寄存器的值反馈给DSP；或者接收到DSP的访问信号后，将DSP复位控制器的值设为1，DSP复位控制器设为的值1后，DSP复位控制器将通过输出离散线控制DSP的HRST管脚，启动DSP自加载流程；FLASH块选择器接收到EMIF总线读写器设置的块号后，通过n根地址控制线将FLASH高n位地址线设置成对应的高低电平，以选中对应块号的FLASH块为当前有效块；FLASH加载地址寄存器接收EMIF总线读写器写FLASH加载地址寄存器信号，将加载地址暂存；或者接收EMIF总线读写器读FLASH加载地址寄存器信号，将暂存的加载地址反馈到EMIF总线上;FLASH加载块号寄存器接收EMIF总线读写器写FLASH加载块号寄存器信号，将加载块号暂存；或者接收EMIF总线读写器读FLASH加载块号寄存器信号，将暂存的加载块号反馈到EMIF总线上；DSP复位控制器接收EMIF总线读写器启动信号，通过输出离散线控制DSP的HRST管脚，启动DSP自加载流程。DSP复位控制器的值设为1，启动DSP自加载流程，加载命令接收应用程序dummyApp，将在线更新功能作为一个独立程序，按需加载在线更新程序和功能程序，分时独享DSP资源，dummyApp接收到在线更新命令，将加载在线更新程序，加载在线更新程序将接收DSP功能程序文件，存储到FLASH对应位置，完成DSP程序更新。
参阅图2。FLASH块X的0地址开始存储bootloader，FLASH块X的ADD1地址开始存储加载管理程序loadMgr，FLASH块Y的ADD2地址开始存储命令接收程序dummyApp，FLASH块Z的ADD3地址开始存储在线更新程序updateApp，FLASH块B_1的ADD_1地址开始存储第1个功能程序funcApp_1，FLASH块B_N的ADD_N地址开始存储第N个功能程序funcApp_N。CPLD上电后，FLASH加载块号寄存器初始化为Y，FLASH加载地址寄存器初始化为ADD2，FLASH块选择器选择块X为当前有效块，DSP复位控制器控制DSP复位。DSP 从FLASH当前有效块地址0处运行bootloader，bootloader加载当前有效块地址ADD1处loadMgr并运行，loadMgr通过EMIF读取FLASH加载块号寄存器值blk，通过EMIF控制FLASH块选择器选择块blk为当前有效块，通过EMIF读取FLASH加载地址寄存器值addr，加载当前有效块地址addr处dummyApp并运行。dummyApp接收命令并解析，如果是在线更新命令：dummyApp通过EMIF设置FLASH加载块号寄存器值为Z，通过EMIF设置FLASH加载地址寄存器值为ADD3，通过EMIF控制FLASH块选择器选择块X为当前有效块，通过EMIF控制DSP复位控制器复位DSP；DSP 从FLASH当前有效块地址0处运行bootloader，bootloader加载当前有效块地址ADD1处loadMgr并运行，loadMgr通过EMIF读取FLASH加载块号寄存器值blk，loadMgr通过EMIF控制FLASH块选择器选择块blk为当前有效块，loadMgr通过EMIF读取FLASH加载地址寄存器值addr，loadMgr加载当前有效块地址addr处updateApp并运行；如果是加载funcApp_i命令，dummyApp通过EMIF设置FLASH加载块号寄存器值为i，过EMIF设置FLASH加载地址寄存器值为ADD_i，通过EMIF控制FLASH块选择器选择块X为当前有效块，通过EMIF控制DSP复位控制器复位DSP；DSP 从FLASH当前有效块地址0处运行bootloader，bootloader加载当前有效块地址ADD1处loadMgr并运行，loadMgr通过EMIF读取FLASH加载块号寄存器值blk，通过EMIF控制FLASH块选择器选择块blk为当前有效块，通过EMIF读取FLASH加载地址寄存器值addr，加载当前有效块地址addr处funcApp_i并运行；如果有效命令：dummyApp继续接收命令。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种DSP程序在线更新电路，包括：电连接数字信号处理器DSP的暂存DSP功能程序文件的外部随机存储器XRAM内存芯片，作为程序存储器件的非易失性存储器FLASH芯片，配合DSP程序,利用FLASH高n位地址管脚相连复杂可编程逻辑器件CPLD内置 FLASH块选择器选择FLASH块,以及 CPLD内置DSP复位控制器输出离散线连接DSP复位信号输入端的硬件复位管脚HRST，其特征在于：DSP通过外部存储器接口EMIF分别连接CPLD和FLASH芯片，CPLD内置EMIF总线读写器与FLASH异步并行接口转换器共端通过DSP的EMIF连接DSP；DSP通过DSP数据总线接口接收外部命令及DSP功能程序文件；DSP通过EMIF访问CPLD内置EMIF总线读写器，EMIF总线读写器接收到DSP的访问信号后，设置FLASH块选择器的FLASH块号，FLASH块选择器通过n根地址控制线将FLASH高n位地址线设置成对应的高低电平，将CPLD内置FLASH加载地址寄存器或FLASH加载块号寄存器设为对应值或者将其反馈给DSP；或者将DSP复位控制器的值设为1，启动DSP自加载流程，加载命令接收应用程序dummyApp，将在线更新功能作为一个独立程序，按需加载在线更新程序和功能程序，分时独享DSP资源，dummyApp接收到在线更新命令，将加载在线更新程序，加载在线更新程序将接收DSP功能程序文件，存储到FLASH对应位置，完成DSP程序更新。
2.如权利要求1所述的DSP程序在线更新电路，其特征在于：FLASH块选择器选中对应块号的FLASH块为当前有效块；接收到DSP的访问信号后，将FLASH加载地址寄存器或FLASH加载块号寄存器设为对应值；或者接收到DSP的访问信号后，将FLASH加载地址寄存器或FLASH加载块号寄存器的值反馈给DSP；或者接收到DSP的访问信号后，将DSP复位控制器的值设为1，DSP复位控制器设为的值1后，DSP复位控制器将通过输出离散线控制DSP的HRST管脚，启动DSP自加载流程。
3.如权利要求1所述的DSP程序在线更新电路，其特征在于：FLASH加载地址寄存器接收EMIF总线读写器写FLASH加载地址寄存器信号，将加载地址暂存；或者接收EMIF总线读写器读FLASH加载地址寄存器信号，将暂存的加载地址反馈到EMIF总线上。
4.如权利要求1所述的DSP程序在线更新电路，其特征在于：FLASH加载块号寄存器接收EMIF总线读写器写FLASH加载块号寄存器信号，将加载块号暂存；或者接收EMIF总线读写器读FLASH加载块号寄存器信号，将暂存的加载块号反馈到EMIF总线上；DSP复位控制器接收EMIF总线读写器启动信号，通过输出离散线控制DSP的HRST管脚，启动DSP自加载流程。
5.如权利要求1所述的DSP程序在线更新电路，其特征在于：CPLD上电后，FLASH加载块号寄存器初始化为Y，FLASH加载地址寄存器初始化为ADD2，FLASH块选择器选择块X为当前有效块，DSP复位控制器控制DSP复位。
6.如权利要求5所述的DSP程序在线更新电路，其特征在于：DSP从FLASH当前有效块地址0处运行bootloader， bootloader加载当前有效块地址ADD1处loadMgr并运行，loadMgr通过EMIF读取FLASH加载块号寄存器值blk，EMIF控制FLASH块选择器选择块blk为当前有效块，EMIF读取FLASH加载地址寄存器值addr，加载当前有效块地址addr处dummyApp并运行。
7.如权利要求6所述的DSP程序在线更新电路，其特征在于：dummyApp接收命令并解析，如果是在线更新命令：dummyApp通过EMIF设置FLASH加载块号寄存器值为Z，通过EMIF设置FLASH加载地址寄存器值为ADD3，EMIF控制FLASH块选择器选择块X为当前有效块，通过EMIF控制DSP复位控制器复位DSP；DSP从FLASH当前有效块地址0处运行bootloader，bootloader加载当前有效块地址ADD1处loadMgr并运行。
8.如权利要求7所述的DSP程序在线更新电路，其特征在于：loadMgr通过EMIF读取FLASH加载块号寄存器值blk，EMIF控制FLASH块选择器选择块blk为当前有效块，读取FLASH加载地址寄存器值addr，loadMgr加载当前有效块地址addr处updateApp并运行；如果是加载funcApp_i命令，dummyApp通过EMIF设置FLASH加载块号寄存器值为i，EMIF设置FLASH加载地址寄存器值为ADD_i，控制FLASH块选择器选择块X为当前有效块，然后控制DSP复位控制器复位DSP。
9. 如权利要求8所述的DSP程序在线更新电路，其特征在于：DSP从FLASH当前有效块地址0处运行bootloader， bootloader加载当前有效块地址ADD1处loadMgr并运行，loadMgr通过EMIF读取FLASH加载块号寄存器值blk，通过EMIF控制FLASH块选择器选择块blk为当前有效块，通过EMIF读取FLASH加载地址寄存器值addr，加载当前有效块地址addr处funcApp_i并运行；如果有效命令：dummyApp继续接收命令。
10.如权利要求1所述的DSP程序在线更新电路，其特征在于：CPLD加载命令接收应用程序dummyApp，在通过dummyApp接收命令判断加载在线更新程序updateApp还是功能程序funcApp，在线更新功能程序失败继续在线更新的DSP程序。
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