2021年07月14日 | MC9S12XE bootloader开发

1、几条重要语句

1、RELOCATE_TO

该语句在prm文件中使用，如果一个代码段在运行时被移动到另一个不同的地方，则使用该语句定义。由于MC9S12XE系列单片机的FLASH模块在运行时不同同时进行读写，所以需要将对FLASH进行操作的代码移动到RAM内运行，而且如果在进行FLASH操作时，若有中断发生，那么也需要将中断程序移动到RAM中。所以对于存放FLASH操作和中断代码的内存需要利用RELOCATE_TO重定位到RAM中，示例如下：RAM_CODE = READ_ONLY 0xF000 TO 0xFEFF RELOCATE_TO 0x3800;

2、#pragma

#pragma是比较复杂的预处理指令，本文只讲涉及到的#pragma CODE_SEG xxx,预处理指令#pragma CODE_SEG xxx指示链接器将该句以下的代码放入xxx,直到遇到#pragma CODE_SEG DEFAULT.

3、#pragma与RELOCATE_TO的关系

在我们开发bootloader时，需要对FLASH进行操作，将存放APP代码的FLASH区域擦除并写入新的APP代码。由于bootloader代码也在FLASH内，故需要将bootloader中对FLASH操作的代码移动到RAM内执行。在程序中我们需要把移动到RAM内的代码整合到一起，放到一个代码段，利用#pragma CODE_SEG可以完成这个任务，比如本文中采用#pragma CODE_SEG CODE_RAM来定义一个代码段CODE_RAM,表示运行时要移动到RAM中的代码，然后我们定义一个存放CODE_RAM的内存区RAM_CODE,由于代码下载时下载到FLASH内，所以我们需要重定位，利用RELOCATE_TO完成，RAM_CODE = READ_ONLY 0xF000 TO 0xFEFF RELOCATE_TO 0x3800;，表示代码存储地址为0xF000-0xFEFF,而实际运行时需要移动到0x3800也就是RAM中运行。最后我们在PLACEMENT中将CODE_RAM放入RAM_CODE,也就是CODE_RAM INTO RAM_CODE;。

4、#define __SEG_START_REF(a)…

RELOCATE_TO虽然定义了CODE_RAM的存放区域和要移动的RAM的起始地址，但是单片机并不会自动将FLASH中的代码移动到RAM内，需要程序自己移动，故我们需要CODE_RAM代码的具体起始地址和大小，可利用以下代码完成.

#define __SEG_START_REF(a)  __SEG_START_ ## a

#define __SEG_END_REF(a)    __SEG_END_ ## a

#define __SEG_SIZE_REF(a)   __SEG_SIZE_ ## a

#define __SEG_START_DEF(a)  extern byte __SEG_START_REF (a) []

#define __SEG_END_DEF(a)    extern byte __SEG_END_REF   (a) []

#define __SEG_SIZE_DEF(a)   extern byte __SEG_SIZE_REF  (a) []

__SEG_START_DEF (CODE_RAM);

__SEG_END_DEF   (CODE_RAM);

__SEG_SIZE_DEF  (CODE_RAM);

上述代码定义了代码段的起始地址、大小和结束地址，在移动代码到RAM时需要用到。

2、bootloader开发流程

1、将运行时需要移动RAM内的代码用"#prama CODE_SEG xxx"单独分类，包括FLASH的擦除、写入、中断向量表和中断代码，之所以要将中断向量表和中断代码移入RAM，是为了防止FLASH擦写时对FLASH读取造成错误；

示例代码如下（.c部分，但是.h中的函数声明也需放在#pragma CODE_SEG CODE_RAM内）：

1）Flash擦除与烧写部分

#pragma CODE_SEG CODE_RAM

byte FLASH_EraseSector(dword g_addr)

{

  if((g_addr>=0x780000)&&(g_addr<=0x7FFFFF)&&((g_addr&0x00000007)==0))//判断全局地址的正确性，XEQ512 P_FLASH全局地址范围为0x78_0000-0x7F_FFFF

  {                                                                   //P_FLASH Sector地址要求为对齐地址，低3位需为0

    while(!FSTAT_CCIF);                      //等之前的FLASH指令完成

    if(FSTAT_ACCERR|FSTAT_FPVIOL)

    {

        FSTAT = 0x30;                        //清ACCERR/FPVIOL

    }                           

    FCCOBIX = 0x00;

    FCCOBHI = FLASH_CMD_ERASE_SECTOR;        //写入擦除P_FLASH SECTOR指令

    FCCOBLO = (byte)(g_addr>>16);            //写入全局地址的高7位

    FCCOBIX = 0x01;

    FCCOB   = (word)(g_addr & 0x0000FFFF);   //写入全局地址的低16位

    FSTAT = 0x80;                            //清零FLASH_CCIF,启动FLASH 指令

    while(!FSTAT_CCIF);                      //等待指令完成

    if(FSTAT_ACCERR | FSTAT_FPVIOL)          //判断指令执行结果

      return 0;

    else

      return 1;

  }

  else

  {

    return 0;

  }

}

byte FLASH_EraseBlock(dword g_addr)

{

  if((g_addr>=0x780000)&&(g_addr<=0x7FFFFF)) //判断全局地址的正确性，XEQ512 P_FLASH全局地址范围为0x78_0000-0x7F_FFFF

  {

    while(!FSTAT_CCIF);                      //等之前的FLASH指令完成

    if(FSTAT_ACCERR|FSTAT_FPVIOL)

    {

        FSTAT = 0x30;                        //清ACCERR/FPVIOL

    }                           

    FCCOBIX = 0x00;

    FCCOBHI = FLASH_CMD_ERASE_BLOCK;         //写入擦除P_FLASH Block指令

    FCCOBLO = (byte)(g_addr>>16);            //写入全局地址的高7位

    FCCOBIX = 0x01;

    FCCOB   = (word)(g_addr & 0x0000FFFF);   //写入全局地址的低16位

    FSTAT = 0x80;                            //清零FLASH_CCIF,启动FLASH 指令

    while(!FSTAT_CCIF);                      //等待指令完成

    if(FSTAT_ACCERR | FSTAT_FPVIOL)          //判断指令执行结果

      return 0;

    else

      return 1;

  }

  else

  {

    return 0;

  }

}

byte FLASH_ProgramRecordPhrase(dword g_addr, byte *phrase)

{

  if((g_addr>=0x780000)&&(g_addr<=0x7FFFFF))  //判断全局地址的正确性，XEQ512 P_FLASH全局地址范围为0x78_0000-0x7F_FFFF

  {

    byte i;

    while(!FSTAT_CCIF);                   //等之前的FLASH指令完成

    if(FSTAT_ACCERR|FSTAT_FPVIOL)

    {

        FSTAT = 0x30;                   //清零 ACCERR/FPVIOL

    }                           

    FCCOBIX = 0x00;

    FCCOBHI = FLASH_CMD_PROGRAM_RECORD;    //写入烧录P_FLASH Record的指令

  FCCOBLO = (byte)(g_addr>>16);          //写入全局地址的高7位

    FCCOBIX = 0x01;

    FCCOB   = (word)(g_addr & 0x0000ffff); //写入全局地址的低16位

    for(i=2;i<6;i++)                       //写8个字节数据到FCCOB寄存器

    {

        FCCOBIX = i;

        FCCOBHI = *phrase;

    FCCOBLO = *(phrase+1);

    phrase = phrase+2;

    }

    FSTAT = 0x80;                          //清零FLASH_CCIF,启动FLASH 指令

    while(!FSTAT_CCIF);                    //等待指令完成

    if(FSTAT_ACCERR | FSTAT_FPVIOL)        //判断指令执行结果

    return 0;       

    else

        return 1;

  }

  else

  {

    return 0;

  }

}

#pragma CODE_SEG DEFAULT

2）中断函数部分

#pragma CODE_SEG CODE_RAM

interrupt void PIT0_Isr(void){

  g_Pit0_Cnt++;

  if(g_Pit0_Cnt>=3600000)

  {

    g_Pit0_Cnt=0;

  }

  PITTF_PTF0=1;   //清零超时标志位

}

dword CAN2MCU(dword id) 

{

  dword result=0;

  dword temp_id1=0;

  dword temp_id2=0;

  temp_id1=(id>>1)&0x3FFFF;

  temp_id2=(id>>3)&0x1FFC0000;

  result=temp_id1|temp_id2;

  return result;

}

interrupt void CAN0_Rx_Isr(void)

{

  g_Rx_Can_Msg.id.id_byte[0] = CAN0RXIDR0;

  g_Rx_Can_Msg.id.id_byte[1] = CAN0RXIDR1;

  g_Rx_Can_Msg.id.id_byte[2] = CAN0RXIDR2;

  g_Rx_Can_Msg.id.id_byte[3] = CAN0RXIDR3;

  g_Rx_Can_Msg.id.id_dword=CAN2MCU(g_Rx_Can_Msg.id.id_dword);

  g_Rx_Can_Msg.data[0] = CAN0RXDSR0;

  g_Rx_Can_Msg.data[1] = CAN0RXDSR1;

  g_Rx_Can_Msg.data[2] = CAN0RXDSR2;

  g_Rx_Can_Msg.data[3] = CAN0RXDSR3;

  g_Rx_Can_Msg.data[4] = CAN0RXDSR4;

  g_Rx_Can_Msg.data[5] = CAN0RXDSR5;

  g_Rx_Can_Msg.data[6] = CAN0RXDSR6;

  g_Rx_Can_Msg.data[7] = CAN0RXDSR7;

  g_Rx_Can_Msg.len=CAN0RXDLR&0x0f;

  g_Rx_Can_Msg.rx_flag=1;  

  Quene_AddMsg(g_Rx_Can_Msg);

  CAN0RFLG_RXF=1;  

}

#pragma CODE_SEG DEFAULT

2、修改prm文件，根据需移入RAM代码段大小分配FLASH大小和RAM起始地址；

3、将flash内代码移动到对应的RAM地址内；

#define __SEG_START_REF(a)  __SEG_START_ ## a

#define __SEG_END_REF(a)    __SEG_END_ ## a

#define __SEG_SIZE_REF(a)   __SEG_SIZE_ ## a

#define __SEG_START_DEF(a)  extern byte __SEG_START_REF (a) []

#define __SEG_END_DEF(a)    extern byte __SEG_END_REF   (a) []

#define __SEG_SIZE_DEF(a)   extern byte __SEG_SIZE_REF  (a) []

__SEG_START_DEF (CODE_RAM);

__SEG_END_DEF   (CODE_RAM);

__SEG_SIZE_DEF  (CODE_RAM);

void CopyCodeToRAM(void)

{

  byte *p_src;

  byte *p_dst;

  word  seg_size;

  word  i=0;

  p_src = (byte *)__SEG_START_REF(CODE_RAM);

  p_dst = (byte *)0x3800;

  seg_size =(word)__SEG_SIZE_REF(CODE_RAM);

  for(i=0;i  {

      if((word)p_dst > 0x3F00)

        _asm(nop);

      *p_dst++ = *p_src++;

  }

}

4、对中断向量表进行修改，主要是将中断向量表定义在RAM区；

#define VECTORTABLEBASEADDR 0x3F00

#define PIT0ISRVECTORNUM 0x7A

#define CAN0RXISRVECTORNUM 0xB2 

void Isr_Init()

{

  IVBR=VECTORTABLEBASEADDR>>8;

  *(word*)(VECTORTABLEBASEADDR+PIT0ISRVECTORNUM)=(word)PIT0_Isr;

  *(word*)(VECTORTABLEBASEADDR+CAN0RXISRVECTORNUM)=(word)CAN0_Rx_Isr;

}

5、进行所需驱动的设计；

6、擦除存放APP代码的FLASH区域；

7、根据接收的上位机发送的S19文件中的record将代码按地址烧写到Flash内；

8、程序烧写完毕后，跳转到APP的启动地址，开始运行APP。