MSP430程序升级方式探讨

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1、MSP430MSP430 程序升级方式探讨程序升级方式探讨对 MSP430 系列单片机进行编程的方式有以下 3 种：利用 JTAG 接口，利用 BSL 固件和利用用户自定义的升级固件。由于利用自定义升级固件进行程序升级的方式 比较灵活，且用途广泛，因此本文将对其作重点介绍。1 1 利用利用 JTAGJTAG 接口接口MSP430 系列的单片机都集成了 JTAG 接口，该接口实现了遵循 IEEE STD11491 规定的测试访问端口状态机(TAP Controller)。它使用一个 4 线串行 接口(TEST 用于引脚较少的芯片)。数据或指令从 TDI(测试数据输入)移入；串行数 据从 TDO(

2、测试数据输出)移出；TCK(测试时钟)作为时钟信号输入；TMS(测试模式 选择)信号控制 TAP 控制器的状态。利用该接口可移入指令和数据，从而控制目标 芯片的地址线和数据线，达到读写目标芯片 Flash 和仿真调试的目的。另外，TI 公司推出了新型的调试接口SPY-BI-WIRE。它采用两线制，一根为数据线(双向)， 另一根为时钟线。利用该接口的优点是，无须设计额外的电路和程序，采用仿真器即可下载程序。 缺点是一旦用户为了保证代码的安全，烧断了 JTAG 的熔丝，那么就永久性地破坏 了该接口，也就不能再使用该接口了。2 2 利用利用 BSLBSL 固件固件BSL 是 Bootstrap Lo

3、ader 的缩写，中文名称是“程序装载器”。它实质是固 化在芯片中的一段通信程序(占用 OC00h1000h 的地址空间)，利用它可实现对 Flash 的擦除和读写。由于它是固化在芯片中的，因此不必担心被更改或丢失。该接口使用 5 根线：GND、TX(P11P10)、RX(P22P11)、RST 和 TCK(TEST)。在 RST 和 TCK(TEST)上加特定的电平时序信号，即可启动 BSL 程序， 从而实现与目标芯片的通信。通信的字符格式是 8 个数据位、1 个停止位和 1 个偶 校验位。起始波特率为 9 600 bps(BSL 16 版本可更改为 38 40O bps)。BSL 协议 要

4、求首先接收一个 80h 字符用于同步时钟；然后发送应答字符 90h；最后接收 8 个字符，并根据命令跳转到相应的处理例程。BSL 程序的 C 语言描述如下：其实现细节可能因版本不同而有所变化。若用户想利用它来实现程序升级，则 可见参考文献2和3。利用 BSL 程序进行升级，优点是节省代码空间，用户无须 实现自己的升级固件，而且现在已有很多现成的 BSL 升级工具；缺点是须预留 BSL 接口，且需要现场接线。3 3 利用用户自定义升级固件利用用户自定义升级固件MSP430 系列单片机的 Flash 存储器模块是一个可独立操作的物理存储单元。 全部模块安排在同一个线性地址空间中，存储器被分为多个

5、512 字节的段(信息段 大小为 12864 字节)。各段可单独擦除，并且在正常工作电压下程序可对 Flash 进行擦写操作，因此特别适合在线程序升级(In Systerrl Programming)。自定义升级固件就是在程序中内置一段用于升级应用程序的代码，即可利用现 有通信接口进行远程代码的升级。其实现原理是在目标芯片中放置两段代码：一段 为应用程序；另一段为升级程序。两者的地址段不重叠，这样就可以利用升级程序 擦除应用程序，并写入新的代码。3 31 1 引导程序引导程序复位后先进入引导程序，由它来决定进入升级程序或应用程序。引导程序的意 义在于当应用程序不存在或出现错误时能直接进入升级程

6、序，从而保证若升级不成 功则可进行再次升级。引导程序的描述如下：其中：ResetVectorvalid()函数用于检测应用程序是否存在或是否有效。实现 可以检测 EnterApplication 的入口地址是否合法，一种简单的实现是： #define ResetVectorValid() (RcsctVector!=FFFF) 其中：ResetVetor 为应用程序的入口地址，该地址通常放在一个固定的地址中， 升级程序后再修改该入口地址。Application()为应用程序，它若正常执行则不会 返回，只有在接收到升级指令后才返同。可在 Application()中使用 return 语句 进入

7、升级程序。Updata()为升级程序，其入口处必须加检测指令，以确认正常进入升级程序。 进入升级程序后，通信端应先发送擦除指令，擦除原有代码；然后发送升级代码更 新 Flash。如果具有外部扩展存储器或用户程序较小，那么可先接收整个程序段， 若校验正确再写入，这样可靠性会更高。这里有个策略就是，最先擦除包含 ResetVector 的块，最后写入 Resetvector 的值，这样可以尽量保证不会进入不完整的应用程序。3.23.2 应用程序的编写应用程序的编写应用程序的编写投有大的变化，只需在通信协议中加入自定义的一个升级命令， 以进入升级程序。另外，须更改链接文件(*.XCL)，指定应用程序

8、的地址范围。地址范围为 2500hF7DCh 的应用程序如下(用注释掉的为默认设置)：修改完毕后将该文件添加到工程中。编译后的代码即可作为升级代码。3 33 3 升级程序的编写升级程序的编写新建一个工程，按上述方法将升级代码定位到与应用程序不重叠的区域(如 F800hFFFFh)，此时不修改：一 Z(CONST)INTVEC=FFE0-FFFF在升级程序中，将除复位中断外的所有中断映射到应用程序中。一种方法是嵌 入汇编，采用汇编的定位指令 ORG；另一种是写 15 个中断映射函数。例如：/重新映射中断向量地址另外也可采用动态确定中断入口地址的方法，即将中断向量地址放入约定好的 RAM 中。例如

9、：然后在应用程序中进行中断向量的映射，例如：mtveclTIMERA0_VECTOR/2 =Timer_A_O；即在 TIMERA0 中断时执行 Timer_A_0()函数。这样做的优点是可在运 行时动态决定中断函数的入口，如高级语言中的虚函数(Virtual Function)。这两个函数块编写完毕后即可进行工程测试。3.43.4 应用程序与升级程序同时完成应用程序与升级程序同时完成如果需要两个函数在一个工程里完成，那么除了修改链接文件外，还须注意以 下几点：将升级程序的所有函数定位到升缴程序空间，即在甬数前面加如下定位指令：#pragma locanon=“UPDATECODE“/UPDA

10、TECODE 为升级程序所在段的名称修改函数返回调用的例程。当函数返回时会调用弹出寄存器的默认例程，而 这些例程可能并不在升级程序的地址空问内。一种解决方法是利用编译环境生成的 LST 文件(汇编代码)，逐个修改函数返回时调用的弹出寄存器例程，即可保证两者 代码独立。这样做的缺点是每次更改 C 语言代码后，须重新修改汇编代码，比较繁 琐。另一种方法是考虑到升级程序的工作就是接收和发送数据，一般无须使用中断。 这样就可以在升级函数前加入一 monitor 编译指令指明该函数为原子操作。这类 函数入口处先压入 SR 并禁止中断，返回时使用 RETI 返回。此时编译器并不调用例 程弹出保存的寄存器，而是根据进栈情况逐个弹出寄存器。更改 switch 语句。使用 switch 语句时编译器也会产生默认例程调用。很难 屏蔽掉，故只有将 switch 修改为多个判断语句。结语结语本文对 MSP430 系列单片机的升级方案进行了详细介绍，读者只须按照一定步 骤，即可轻松实现远程程序升级，这在实际应用中具有重要意义；而且本文的升级 方法并不仅限于 MSP430 系列，也可应用到类似的单片机系列中。