详细阐述UCD3xxx系列数字电源控制器烧写常用的两种十六进制

2013-09-06 22:02:14来源: 互联网

后缀为X0 的文件是十六进制文件格式的一种,而Intel Hex 文件格式也是一种常用的十六进制文件格式。X0是TI 烧写软件和工具常用的文件格式,而Hex 文件是第三方烧写器常用的文件格式。编译器(如TI 集成开发环境CCS)编译C 语言或者汇编语言程序生成二进制机器代码,然后由机器代码生成X0 和Hex 这两种十六进制文件格式。本文首先介绍这两种文件格式,然后介绍如何在CCS 编译环境中产生这两种文件格式,最后结合UCD3xxx 系列数字电源控制器通过实例来进一步了解这两种文件格式。
 
1 X0 Hex 文件格式
X0 和Hex 文件是由一行行符合对应文件格式的文本所构成的ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国信息互换标准代码)文本文件。在计算机中,所有的数据在存储和运算时都要使用二进制数表示,例如a、b、c、d 这样的52 个字母(包括大写),0、1 等数字,还有一些常用的符号(如*、#、@等)在计算机中存储时也要使用二进制数来表示。ASCII 码就是用来表示这些字母、数字以及符号的,它使用指定的7 位或8 位二进制数组合来表示128 或256 种可能的字符。而X0 和Hex 文件格式就利用ASCII 码来表示二进制信息。
X0 格式的名称是“泰克扩展十六进制文件格式”(Tektronix Extended hexadecimal file format),具体格式参见图1。

 1X0 文件格式
X0 文件以百分号“%”为记录标志,表示一行的开始;记录长度指的是每一行除百分号外的字符数(不是字节数),占一个字节;记录类型占一个字符,共两种:6 - 代表数据,8-代表结束;校验是整个一行字符除(注意不是字节)除校验自身和百分号外的校验和,占一个字节;地址共9 个字符,第一个字符是8,指的是地址共占8 个字符,后面8 个字符(4 个字节)是数据所要加载的地址;数据就是程序代码或其它信息。
以计算机常用的“Hello, Word!(加换行符)”为例,如果把它加载到地址0x006B,那么X0 文件如下
表示:
%2A6DE80000006B48656C6C6F2C20576F726C64210A
%09819800000000
Hex 文件格式有很多种,本文主要介绍“英特尔十六进制目标文件格式”(Intel Hexadecimal object file format),具体格式如图2 所示。

 2Hex 文件格式
Intel Hex 文件以冒号“:”为记录标志,表示新的一行的开始;记录长度占一个字节,指的是每一行所包含实际数据或信息的字节数;加载偏置占两个字节,是相对地址(加载偏置加上扩展线性地址就是绝对地址);记录类型共有6 中,分别为:0 - 数据记录,1 - 文件记录结束,2 - 扩展段地址记录,3 -起始段地址记录,4 - 扩展线性地址记录,5 - 起始线性地址记录;每一行记录的数据部分都是可变的,最多可以有255 个字节,也可能没有,取决于所记录的类型。最后一个是校验,它是除冒号和校验自身的校验和,具体做法是每个字节累加,然后取计算结果最后一个字节补码(取反加1)作为校验字节。
还是以“Hello, Word! (加换行符)”为例,把它加载到地址0x0000,Hex 文件如下:
:0F00000048656C6C6F2C20576F726C64210A7E
:00000001FF
 
2 UCD3xxx 存储结构

 3:UCD3xxx 存储结构
介绍如何生成X0 和Hex 文件以前,需要先了解一下UCD3xxx 系列数字控制器存储结构,如图3 所示。UCD3xxx 三种模式:复位模式、ROM 模式以及Flash 模式。这三种状态对应的存储映射是不一样的。复位模式下,所有内存都映射为ROM;ROM 模式下,程序闪存(Program Flash)被映射在0x10000至0x17FFF,数据闪存(Data Flash)是从0x18800 至0x18FFF,随机存取存储(RAM)放在0x19000 至 0x19FFF;Flash 模式下,数据和随机存取位置不变,程序闪存位置被重新映射到0 至0x7FFF。程序闪存最后4 个字节是保存整个程序闪存的校验和。
UCD3xxx 起机过程是:上电开始进入复位模式;上电完成后进入ROM模式,此时芯片会自动跳转到0xA000 执行。在0xA000 至0xAFFF 这一段地址内,固化了一段ROM 程序,这段程序除了做一些芯片自身的初始化外,它还会计算程序闪存的校验和,然后和程序闪存最后4 个字节保存的校验和对比,如果不一致,此时程序会停下来,等待主机命令。如果对比结果一致,那么芯片就会进入Flash 模式,ROM 程序会执行跳转指令进入程序闪存中运行。
 
3 如何在CCS 集成开发环境下生成X0 Hex 文件
 4CCS 编译器编译选项设置
X0 和Hex 文件的生成离不开格式转换程序:Hex470.exe 和 FusionX0ToHex.exe。Hex470.exe 是汇编语言工具包里面自带的程序。FusionX0ToHex.exe 是TI 数字电源设计(Fusion Digital Power Designer)图形用户界面(GUI)所带的转换程序。Hex470.exe 和 FusionX0ToHex.exe 可以用命令行来调用,下面分别介绍各自的命令格式。
Hex470.exe 的命令行格式为:Hex470 [选项] 文件名,hex470 是调用转换程序的命令,选项是控制转换过程的附加信息(具体信息可参考文献2),文件名是指输入文件的名称。Hex470 可以把CCS 编译生成的后缀为Out 的文件转换成各种格式的Hex 文件,如:
Hex470 –i sample.out
这段命令是把生成的sample.out 文件转换成Intel Hex 格式文件,文件名称为sample.hex;
Hex470 –x sample.out
这段命令是把生成的的sample.out 文件转换成X0 格式文件,文件名称sample.x0。
既然Hex470 可以直接把Out 文件转换成Hex 文件,那为什么要先转成X0 再转换成Hex 文件呢?有两个原因:Hex470 不会计算程序闪存的校验和;Hex470 生成的Hex 文件地址是基于程序闪存模式,而烧写器需要的地址是ROM模式,也就是从0x10000 至0x17FFF,所以UCD3xxx 不支持Hex470 直接生成的Hex 文件,需要通过FusionX0ToHex.exe 转换程序把X0 文件转换成Hex 格式文件,具体命令格式是:
FusionX0ToHex       --infile x0-file
--format intel|srec|hexdump
--pflash-checksum calc|none|source
--export pflash|dflash|both|source
--outfile hex-file
--infile 主要指定输入X0 文件。
--format 主要指定生成哪种Hex 格式,分别为intel、srec(Motorola S-Record)和hexdump。
--pflash-checksum 主要指定程序闪存的校验模式,calc 模式-基于X0 文件计算校验位并写入相应位置;none 模式-校验位默认为0xFFFFFFFF;source 模式是使用X0 自己的校验位。
--export 指定输出哪一部分存储,pflash 指只输出程序闪存部分。dflash 指输出数据闪存部分。both 是输出程序和数据闪存。无论哪一部分,如果X0 文件中没有就用0xFF 填充。source 是直接把X0 输出。
--outfile 是指定输出Hex 文件名称。
下面就介绍一下如何在CCS 编译环境中嵌入hex470 和FusionX0ToHex 命令行。
在CCS(3.x 版本)编译环境中,进入工程(Project)菜单,然后选择编译选项(Build Options),然后点击通用标签(General),就会出现如图4 所示界面。在最后编译步骤(Final build steps)中,我们可以输入下面两条命令行:
hex470 -x -memwidth 8 .\debug\FB_48V_HS.out
FusionX0ToHex --infile FB_48V_HS.x0 --pflash-checksum calc --export both --format intel –outfile FB_48V_HS.hex
第一条命令中:-x 选项就是指把.\debug\FB_48V_HS.out 转换成X0 文件,-memwidth 8 是定义系统存储字宽为8 位。
 5:生成的X0 文件(UCD3xxx
 6:生成的Hex 文件(UCD3xxx
第二条命令中:输入待转文件是FB_48V_HS.x0,输出文件是FB_48V_HS.hex,计算程序闪存的校验位,同时输出程序和数据闪存内容,格式是intel 十六进制。
 
4 基于UCD3xxx 进一步了解X0 Hex 文件格式
为了进一步了解X0 和Hex 格式,下面通过UCD3xxx 硬开关全桥评估板软件来看一下具体生成的X0和Hex 文件,如图5 和图6 所示。
图5 的第一列统一是百分号开始;下面两列(一个字节)表示的是每一行除百分号外的字符长度,每行最多字符数是0x4E(78);然后一列表示后面数据类型,除最后一行是8(结束)外,其它都是6(数据);再有两列是整行的校验;地址占9 列,以8 开始,后面4 个字节代表实际地址;地址后面就都是数据了。从图中可以看出,X0 文件的程序闪存的地址都是从0 开始的,而且也没有整个程序闪存的校验。TI 烧写软件和工具主要使用X0 格式的文件,烧写软件自己会计算程序闪存的校验和,然后写到最后4 个字节,所以X0 不需要计算整个程序闪存的校验和。
图6 的第一列都是冒号;后面依次一个字节指的是整行所含数据的字节数;两个字节是偏置地址;一个字节是指的记录类型;然后是字节数不等的数据。最后一个字节是每一行的校验。图6 的第一行指定扩展地址,为0x0001;最后一行标志文件结束。另外,在程序闪存最后4 个字节(粉红色区域)就是整个程序闪存的校验和。如果这个校验和不对,程序就不会跳到程序闪存中执行。
 
5 小结
如果使用TI 提供的烧写软件(GUI)和工具(USB 适配器)烧写的话,只需要格式为X0 的文件;如果使用第三方烧写器在生产线烧写,那么就会需要Hex 格式文件。可以根据本文的介绍来生成所需的X0或者Hex 文件。

关键字:UCD3xxx  数字  电源  控制器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0906/article_19052.html
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