基于计算机串口DSP程序加载的实现

概述

在嵌入式系统DSP软件的开发过程中，比较通用的方法是利用厂商提供的仿真器通过DSP上的JTAG端口对DSP软件进行在线调试与加载。该方法在软件调试阶段非常方便，但是在复杂的嵌入式系统中，DSP系统可能只是整个系统的一部分。完成系统对接后，DSP分系统与整个系统配合工作，一旦出现问题，就需要将DSP分系统与整个系统分离，露出JTAG端口后才能实现软件的调试与加载。

本文提供了一种利用计算机串口实现DSP软件加载的方法，并实现了它的软硬件系统。该方法在DSP分系统阶段利用JTAG仿真器进行程序加载与调试，将支持串口加载的DSP程序嵌入DSP应用软件中。完成整个复杂系统后，就可以通过串口传输线利用计算机对DSP系统进行加载，而无需再将DSP系统分离。该系统已经在实际运用中取得了良好的效果。

计算机串口加载系统基本框图如图1所示。该系统通过PC的串行端口，经传输线将加载文件发送给DSP，DSP收到加载文件之后，将其烧写入FLASH，系统下电重启后，DSP运行BootLoader程序，加载文件就从FLAH加载到了DSP中。本文将从DSP与计算机串口通信的实现、DSP对FLASH的烧写以及加载文件的生成三个方面，对该串口加载技术进行详细论述。其中DSP采用了TI公司的TMS320C6201（以下简称6201）DSP。

DSP与PC串口通信的实现

PC机串口采用通用异步接收器/发送器（UART）标准，支持RS232通信协议。UART标准是比较成熟的串行数据交换协议，因为它是异步方式的，所以通信链路不需要发送时钟信号。UART传输协议含有用来帮助同步接收器接收数据的起始位和停止位。数据序列中一个高电平到低电平的转变标志着传送的开始。在开始位后，数据位首先从LSB串行发送。奇偶校验位是可选的，这取决于UART的格式。每帧数据都以停止位结束（通常为逻辑高电平）。

6201是高性能的数字信号处理器，它并不支持异步的UART通信。通常进行串口通信时使用它的多通道缓冲串口McBSP(Multichannel Buffered Serial Port)，这种串口模块由C2000系列以及C5000系列DSP的标准串口发展而来，是一种同步串行接口，不支持UART标准。为了实现与UART的通信，需要在硬件和软件方面进行调整。

硬件连接

本系统的硬件连接如图2所示。6201的McBSP的数据输入和帧同步输入都与UART的发送数据线相连，这是因为UART的串行数据线既有数据信息，又有帧信息，而此时UART的接收数据线与McBSP的输出数据线相连。本系统为了提高数据传输距离、增强数据传输的可靠性，采用RS422协议方式传输数据，即McBSP和PC在发送端利用转换器将信号转为RS422信号传输，在接收端将信号转为RS232格式接收。

软件实现

本系统需要PC与DSP共同配合完成，因此软件分为PC部分和DSP部分。PC部分主要负责将加载文件传输给DSP，即主要完成与DSP的通信功能；DSP部分软件主要负责接收加载文件并将加载文件烧写入FLASH中，编程的重点在于实现McBSP的异步传输功能。

PC部分编程

本系统PC部分程序主要在Visual C++ 6.0环境下开发。串口初始化参数、传输数据地址、各项操作指令等信息传递给程序，程序对收到的各种信息进行相应处理，最终实现数据由PC到DSP的发送。

对串口各项属性的初始化以及串口数据的发送与接收等操作，主要利用现有控件MSComm来实现。MSComm控件是Microsoft公司提供的简化Windows下串行通信编程的ActiveX控件，通过串行端口发送和接收数据，为应用程序提供串行通信功能。它在串口编程时非常方便，实际上是调用了Windows的API函数，但程序员不必再了解复杂的API函数就可控制串行通信。通信的过程实际上是对属性的操作和对控件事件的响应。

MSComm控件在VC中包含26个属性。其中重要的属性有：CommPort为设置并返回连接的串行端口号；Settings为设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位；PortOpen为返回通信端口的状态或打开关闭端口；Input为返回并删除接收缓冲区中的数据流；Output为往传输缓冲区写数据流（文本数据或二进制数据）等。通过对属性的操作就可以完成串行口的初始化设置、查询及通信。

因为本系统主要用于DSP的文件加载，因此对实时性的要求并没有DSP应用程序高，在考虑通信协议时，主要以保证传输数据的正确性为主要出发点。通信时，PC首先发送通信开始标识符，然后等待应答。在收到正确应答信号后，首先发送数据地址、数据长度等信息，然后再开始发送数据。发送时以单个字符为单位，一次发送一个字符，然后等待DSP将接收到的字符回传，收到回传字符后与原发送字符比较，确认一致后再进行下一个字符的发送。

在具体实现中，由于文件数据量大