电子技科大学 符鸿亮 解梅

引 言

目前市面上存在大量基于DSP的嵌入式系统，随着系统的完善和功能的增强，几乎所有的DSP系统都面临着软件更新的问题，这时，更新方法的简易和高效就显得特别重要。在基于DSP(数字信号处理器)的嵌入式系统中，软件更新通常需要借助仿真器将最新的程序下载到目标板上，然后将程序写入非易失型存储器中。同时，由于新程序编泽、链接后生成的各段的大小和运行空间会发生变化，系统引导程序也需要作相应的改动。例如：上一个版本的程序对应的.text段的运行空间位于0x80000000～0x80000l00，而新程序对应的.text段的运行空间则位于0x80001000～0x80001110，.text段的运行空间和长度都发生了变化。另外，引导程序的任务之一是将.texl，段的数据从Flash中复制到其运行空间，因此就必须重新修改引导程序，将.text段复制的起始地址由0.x80000000改为0x80001000，并将复制长度改为0xll0，每一次软件更新都会重复上面的步骤。在远程系统控制应用中，这种更新方法就显得非常不便；在需要同时对大量的DSP系统进行软件更新或经常需要软件更新的情况下，这种方法的效率也非常低下。

笔者通过对TMS320C6713[1]DSP系统引导过程的分析和COFF[2](公共目标文件格式)文件格式的分析，提出了一个软件自动更新的方案，并在基于TI公司的TMS320C6713芯片与SST公司的SST39VFl601并行Flash芯片组成的硬件平台上实现；最后还简单介绍了本方案在TMS320VC5409系统上的实现。实现本方案的一个前提是DSP硬件系统上具有某种接口，可以从计算机中下载COFF文件到本地系统上，笔者使用的平台是通过UART接口连接计算机，使用Windows自带的超级终端工具，通过Xmodem协议将COFF文件下载到目标系统上，当下载完成后更新就会自动完成。DSP重新上电或复位后运行的就是最新的程序。本方案主要包括两个过程：一是通过解析COFF文件得到所需的数据并烧入Flash；二是系统上电后自动根据Flash中最新的数据引导、运行。下面详细描述两个过程的实现方法。

1 COFF文件解析

C或汇编程序在编译后会生成很多段(如.text、.bss、.switch、.cinit、.data等)，这些段又可以分为需要初始化的段和不需要初始化的段。这里，需要初始化和不需要初始化是针对系统引导来说的。例如：.text为程序代码数据，系统上电后需要引导程序从Flash中复制到其运行空间中，称为“需要初始化的段”；.bss为初始化为0的数据空间，这个初始化为0的动作在C语言环境建立时进行，属于系统程序的一部分，与引导程序无关，称为“不需要初始化的段”。这样，只需要保存初始化的段到Flash中，而并不需要通过段的名称来识别哪些段是需要初始化的段，哪些是不需要初始化的段，两种类型可以通过COFF文件中的段信息表部分来区分。

1.1 COFF文件简介

COFF文件是DSP汇编器和链接器创建的目标文件，通常为项目目录下的Debug目录里后缀为.0ut的文件。在COFF文件中包含文件头、可选择的头信息、段信息表、每个初始化段的数据和重定位信息、符号表、字符串表。从中可以看出，COFF文件中包含了很多冗余的信息成分。为了节省空间、提高效率，在这里不直接将COFF文件烧进Flash，而只保存所需的信息，即每个初始化段的数据和程序的人口地址。下面详细描述如何从COFF文件中得到这些信息。

1.2 COFF文件格式

在COFF文件中，文件头部分提供了该文件中包含的段的个数，解析程序会根据段的个数扫描每个段的信息并保存初始化段的数据；可选择的头信息包含了程序的入口地址，在系统引导结束后会直接跳转到这个地址，系统就开始正常工作。段信息表的格式说明如表1所列。其中，段物理地址是该段的执行地址，也就是程序运行时该段所在的空间；原始数据文件指针指向段数据在COFF文件中的位置，如果该段为初始化段，那么从这里就可以得到需要写入Flash的数据的位置。计算如下：

段数据地址=COFF文件起始地址+原始数据文件指针