CN110837385A - 一种基于CANopen协议的DSP应用程序在线升级方法 - Google Patents

一种基于CANopen协议的DSP应用程序在线升级方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于CANopen协议的DSP应用程序在线升级方法,属于程序在线升级技术领域。本发明设计了上位机程序和监控程序的运行时序流程,以及程序在线升级所需的CANopen对象字典及子设备协议。首先将DSP应用程序的OUT文件装换为HEX文件,上位机程序通过CAN总线按照设计的设备子协议和流程向监控程序发送升级指令及应用层程序的HEX数据,监控程序接收到相关指令和数据后,擦除应用程序所在的FLASH区,解析HEX数据,将数据烧写入FLASH,实现应用程序的在线升级,无需设备开盖,可降低维护成本。

Description

一种基于CANopen协议的DSP应用程序在线升级方法
技术领域
本发明属于程序在线升级技术领域,具体涉及一种基于CANopen协议的DSP应用程序在线升级方法。
背景技术
TI公司的28系列DSP芯片拥有大容量的F1ash程序存储器,可以满足大多数程序存储需要,在逆变器控制、电机控制等领域应用广泛。在产品组装完成之后,DSP应用程序若需要更新升级,往往需要产品开盖,再用JTAG口连接仿真器,打开CCS编程环境重新加载.OUT文件。这种升级方法不但繁琐,且还存在安全可靠方面的隐患。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是:如何通过CANopen协议实现DSP应用程序在线升级。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了、一种基于CANopen协议的DSP应用程序在线升级方法,该方法基于运行上位机程序的上位机和运行DSP程序的DSP两部分实现,DSP程序分为监控程序和应用程序两部分,DSP上电后先执行监控程序。
优选地,该方法包括以下步骤:首先执行监控程序、应用程序在DSP中的FLASH存储区分配,然后将应用程序的OUT文件转换为HEX文件,基于HEX文件格式,设计一种CANopen设备子协议以及上位机程序和监控程序的运行流程,上位机程序通过CAN总线按照该CANopen设备子协议和所述运行流程向监控程序发送升级指令及应用程序的HEX数据,监控程序接收到相关指令和数据后,解析HEX数据,调用Flash28335_API库函数擦除FLASH区,将数据烧写入FLASH,实现应用程序的在线升级。
优选地,其中,执行监控程序、应用程序在DSP中的FLASH存储区分配具体为:
将DSP的FLASH内部存储空间分为两部分,分别用来放监控程序、应用程序,将芯片DSP28335的FLASH存储区分为8个Sector:A、B、C、D、E、F、G、H,每个FLASH区大小为32K字,共计256K字。监控程序较小,存放在A区,DSP上电后程序自动跳转到该区域执行监控程序;应用程序放在其他7个区。
优选地,将应用程序的OUT文件转换为HEX文件,具体是使用TI公司提供的Hex2000.exe工具将应用程序的OUT文件装换为HEX文件。
优选地,将应用程序的OUT文件转换为HEX文件,具体是在CCS5开发环境中,在工程“Build”选项的“Final build Steps”选项卡的“Apply Predefined Step”选项中,选择“Create flash image:Intel-HEX”选项,每次编译链接时均可默认生成一个*.HEX文件。
优选地,所述CANopen设备子协议的设计步骤包括:
对象字典设计步骤:
在线升级流程中对象包括三类:上位机程序发送的HEX数据、升级指令,以及监控程序发送的FLASH操作状态;因此对象字典定义设计为表1:
表1对象字典
Figure BDA0002264089040000031
设备子协议设计步骤:
在设备子协议中设计的程序在线升级过程中的升级指令和HEX发送数据内容为表2:
表2通信协议
Figure BDA0002264089040000041
Figure BDA0002264089040000051
优选地,上位机程序运行于PC机中,通过CAN通信板卡与DSP的监控程序通信,用于打开、读取应用程的HEX文件,向DSP的监控程序发送対码指令、FLASH擦除指令、FLASH烧写指令、HEX文件数据,显示升级状态;
DSP的监控程序用于接收上位机程序的相关指令和HEX数据后,擦除应用程序所在的FLASH区,解析应用程序的HEX数据,将二进制数据烧写入FLASH,实现应用程序的在线升级;
因此,上位机程序和监控程序的运行流程设计为:上位机程序先打开应用程序的HEX文件,DSP再上电,开始运行监控程序;DSP上电15秒内,若监控程序接收到上位机程序发送的升级程序中的对码指令,则根据上位机程序发送的升级程序中的其他指令接收HEX数据,擦除、烧写FLASH;若上电15秒内没有接收到上位机程序发送的对码指令,就跳转至应用程序,执行DSP应用程序。
优选地,其中,对于DSP28335芯片的Flash程序数据的擦除、编程和校验操作由Flash28335_API库文件来完成,由于DSP Flash的固有特性,位于Flash某一扇区的程序不能对本扇区或者另一扇区的数据进行擦除、编程和校验,因此,将Flash28335_API库文件从Flash中复制至RAM里运行。
(三)有益效果
本发明设计了上位机程序和监控程序的运行时序流程,以及程序在线升级所需的CANopen对象字典及子设备协议。首先将DSP应用程序的OUT文件装换为HEX文件,上位机程序通过CAN总线按照设计的设备子协议和流程向监控程序发送升级指令及应用层程序的HEX数据,监控程序接收到相关指令和数据后,擦除应用程序所在的FLASH区,解析HEX数据,将数据烧写入FLASH,实现应用程序的在线升级,无需设备开盖,可降低维护成本。
附图说明
图1是本发明带引油的串联式滑油泵总体结构示意图;
图2是本发明的传动轴和泵壳体引油通道结构示意图;
图3是本发明泵齿轮安装结构的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明设计了一种基于CANopen协议的DSP应用程序在线升级方法。基于运行上位机程序的上位机和运行DSP程序的DSP两部分实现,DSP程序分为监控程序和应用程序两部分,DSP上电后先执行监控程序,系统架构图如图1所示。
该方法的主要流程为:首先执行监控程序、应用程序在DSP中的FLASH存储区分配,然后将应用程序的OUT文件转换为HEX文件,基于HEX文件格式,设计一种CANopen设备子协议以及上位机程序和监控程序的运行流程,上位机程序通过CAN总线按照该CANopen设备子协议和所述运行流程向监控程序发送升级指令及应用程序的HEX数据,监控程序接收到相关指令和数据后,解析HEX数据,调用Flash28335_API库函数擦除FLASH区,将数据烧写入FLASH,实现应用程序的在线升级。
其中,执行监控程序、应用程序在DSP中的FLASH存储区分配具体为:
将DSP的FLASH(程序存储器)内部存储空间分为两部分,分别用来放监控程序、应用程序,本实施例中,将芯片DSP28335的FLASH存储区分为8个Sector:A、B、C、D、E、F、G、H,每个FLASH区大小为32K字,共计256K字。监控程序较小,存放在A区,DSP上电后程序自动跳转到该区域执行监控程序;应用程序放在其他7个区。
CCS环境编译默认生成.OUT目标文件,可使用JTAG接口将其烧写入FLASH,但上位机软件无法解析该文件,不能直接用于上传升级,需进行格式转换。
目前使用最广泛的FLASH烧写文件为*.hex文件(Intel-HEX格式),Intel-HEX文件记录了DSP芯片FLASH数据的存储位置,HEX格式如图2所示,文件由多行数据组成,每行HEX数据包括6个部分:行起始符(:),数据字节数(Byte count,8位,最大值32即0x20)、FLASH装载起始地址(Address,16位)、记录类型(Record type,8位,类型分三种:00数据,01文件结束,04扩展地址)、数据记录(Data records,最多32字节)、校验和(Checksum,8位)。
因此本实施例中,将应用程序的OUT文件转换为HEX文件,具体是使用TI公司提供的Hex2000.exe工具将应用程序的OUT文件装换为HEX文件;或者在CCS5开发环境中,在工程“Build”选项的“Final build Steps”选项卡的“Apply Predefined Step”选项中,选择“Create flash image:Intel-HEX”选项,每次编译链接时均可默认生成一个*.HEX文件。CANopen协议是由CiA组织开发的基于CAN总线的应用层协议标准,应用层由CANopen通信子协议(DS301规定)和设备子协议组成,通信子协议描述了网络上所有设备都必须遵守的基本通信机制,设备子协议实现具体的设备功能。目前,CANopen并没有制定正对程序在线升级的设备子协议,因此本发明设计了一个设备子协议,保证程序在线升级过程的安全可靠性。
CAN通信每次只能发8个字节有效数据,远远小于HEX文件大小,而且DSP中RAM资源有限,其容量也远小于HEX文件的大小,故将每行HEX数据作为一个基本单元,监控程序接收一行HEX数据后,解析数据,将其数据记录烧写入FLASH的规定地址中,按行完成升级。
所述CANopen设备子协议的设计步骤包括:
对象字典设计步骤:
对象字典是一个为每个数据项(对象)提供唯一标识的数据系统,是CANopen协议设备规范中最重要的部分。CANopen协议采用了带有16位索引和8位子索引的对象字典。一个主节点(主机)能够访问子节点的对象字典中的所有值。
在线升级流程中对象包括三类:上位机程序发送的HEX数据、升级指令,以及监控程序发送的FLASH操作状态;因此对象字典定义设计为如表1所示。
表3对象字典
Figure BDA0002264089040000091
设备子协议设计步骤:
CANopen协议采用11位标准帧格式,CAN数据帧ID第0-7位为子节点ID,第8-11位(bit7-bit10)为通信对象(COBs),COB类型主要分别4个发送PDO,4个接收PDO,1对SDO。
CANopen协议规定SDO数据子节点必须回复确认,PDO数据子节点不需要回复,且有效数据利用率高,可降低CAN总线使用率;然而每行HEX数据最长有37字节数据,4个接收PDO只能发送32个字节数据,因此需要采用4个接收PDO和SDO组合发送每行HEX数据。若一行HEX数据记录不满32个字节数,则PDO数据补零。
在设备子协议中设计的程序在线升级过程中的升级指令和HEX发送数据内容如表2所示。
表4通信协议
Figure BDA0002264089040000101
Figure BDA0002264089040000111
上位机程序运行于PC机中,通过CAN通信板卡与DSP的监控程序通信,用于打开、读取应用程的HEX文件,向DSP的监控程序发送対码指令、FLASH擦除指令、FLASH烧写指令、HEX文件数据,显示升级状态。
DSP的监控程序用于接收上位机程序的相关指令和HEX数据后,擦除应用程序所在的FLASH区,解析应用程序的HEX数据,将二进制数据烧写入FLASH,实现应用程序的在线升级。
因此,上位机程序和监控程序的运行流程设计为:DSP的监控程序和上位机程序的流程图如图3所示,上位机程序先打开应用程序的HEX文件,DSP再上电,开始运行监控程序;DSP上电15秒内,若监控程序接收到上位机程序发送的升级程序中的对码指令,则根据上位机程序发送的升级程序中的其他指令接收HEX数据,擦除、烧写FLASH;若上电15秒内没有接收到上位机程序发送的对码指令,就跳转至应用程序,执行DSP应用程序。
其中,对于DSP28335芯片的Flash程序数据的擦除、编程和校验操作由Flash28335_API库文件来完成,由于DSP Flash的固有特性,位于Flash某一扇区的程序不能对本扇区或者另一扇区的数据进行擦除、编程和校验,因此,将Flash28335_API库文件从Flash中复制至RAM里运行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于CANopen协议的DSP应用程序在线升级方法,其特征在于,该方法基于运行上位机程序的上位机和运行DSP程序的DSP两部分实现,DSP程序分为监控程序和应用程序两部分,DSP上电后先执行监控程序。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:首先执行监控程序、应用程序在DSP中的FLASH存储区分配,然后将应用程序的OUT文件转换为HEX文件,基于HEX文件格式,设计一种CANopen设备子协议以及上位机程序和监控程序的运行流程,上位机程序通过CAN总线按照该CANopen设备子协议和所述运行流程向监控程序发送升级指令及应用程序的HEX数据,监控程序接收到相关指令和数据后,解析HEX数据,调用Flash28335_API库函数擦除FLASH区,将数据烧写入FLASH,实现应用程序的在线升级。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,其中,执行监控程序、应用程序在DSP中的FLASH存储区分配具体为:
将DSP的FLASH内部存储空间分为两部分,分别用来放监控程序、应用程序,将芯片DSP28335的FLASH存储区分为8个Sector:A、B、C、D、E、F、G、H,每个FLASH区大小为32K字,共计256K字。监控程序较小,存放在A区,DSP上电后程序自动跳转到该区域执行监控程序;应用程序放在其他7个区。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,将应用程序的OUT文件转换为HEX文件,具体是使用TI公司提供的Hex2000.exe工具将应用程序的OUT文件装换为HEX文件。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,将应用程序的OUT文件转换为HEX文件,具体是在CCS5开发环境中,在工程“Build”选项的“Final build Steps”选项卡的“ApplyPredefined Step”选项中,选择“Create flash image:Intel-HEX”选项,每次编译链接时均可默认生成一个*.HEX文件。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述CANopen设备子协议的设计步骤包括:
对象字典设计步骤:
在线升级流程中对象包括三类:上位机程序发送的HEX数据、升级指令,以及监控程序发送的FLASH操作状态;因此对象字典定义设计为表1:
表1对象字典
Figure FDA0002264089030000021
设备子协议设计步骤:
在设备子协议中设计的程序在线升级过程中的升级指令和HEX发送数据内容为表2:
表2通信协议
Figure FDA0002264089030000032
Figure FDA0002264089030000041
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,上位机程序运行于PC机中,通过CAN通信板卡与DSP的监控程序通信,用于打开、读取应用程的HEX文件,向DSP的监控程序发送対码指令、FLASH擦除指令、FLASH烧写指令、HEX文件数据,显示升级状态;
DSP的监控程序用于接收上位机程序的相关指令和HEX数据后,擦除应用程序所在的FLASH区,解析应用程序的HEX数据,将二进制数据烧写入FLASH,实现应用程序的在线升级;
因此,上位机程序和监控程序的运行流程设计为:上位机程序先打开应用程序的HEX文件,DSP再上电,开始运行监控程序;DSP上电15秒内,若监控程序接收到上位机程序发送的升级程序中的对码指令,则根据上位机程序发送的升级程序中的其他指令接收HEX数据,擦除、烧写FLASH;若上电15秒内没有接收到上位机程序发送的对码指令,就跳转至应用程序,执行DSP应用程序。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,其中,对于DSP28335芯片的Flash程序数据的擦除、编程和校验操作由Flash28335_API库文件来完成,由于DSP Flash的固有特性,位于Flash某一扇区的程序不能对本扇区或者另一扇区的数据进行擦除、编程和校验,因此,将Flash28335_API库文件从Flash中复制至RAM里运行。
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