一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理器在星載信號(hào)處理系統(tǒng)的應(yīng)用方法，具體涉及一種用于 星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 星載DSP(DigitalSignalProcessing，數(shù)字信號(hào)處理）軟件在軌編程是通過(guò)地 面遙控注數(shù)的方式，將可執(zhí)行代碼的二進(jìn)制數(shù)據(jù)注入在軌DSP的內(nèi)存RAM區(qū)，替換原程序的 執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)。星載DSP軟件在軌編程按編程規(guī)?？煞譃閮煞N：一種是單指令在軌編程， 直接更改DSP內(nèi)存相應(yīng)的某一指令；另一種是子程序在軌編程，將某個(gè)子程序模塊的二進(jìn) 制代碼上注到在軌DSP內(nèi)存的空白區(qū)域，然后替代原子程序運(yùn)行。
[0003] 星載DSP通常采用一次性燒寫的ROM芯片存放可執(zhí)行程序。在DSP上電后，通過(guò) BootLoader引導(dǎo)該程序加載到其內(nèi)部?jī)?nèi)存RAM區(qū)域執(zhí)行。要實(shí)現(xiàn)在軌編程功能，直接修改 ROM中的程序顯然不可實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有技術(shù)從產(chǎn)品硬件上改進(jìn)，采用增加FLASH芯片專門用于 在軌編程的方式，這樣能簡(jiǎn)單有效的實(shí)現(xiàn)在軌編程，但需要增加相應(yīng)的硬件成本和復(fù)雜度， 而且不適用于單指令的在軌編程?，F(xiàn)有技術(shù)中還可以采用在編程設(shè)計(jì)時(shí)即建立子程序地址 表，主程序直接調(diào)用該地址表實(shí)現(xiàn)程序調(diào)用執(zhí)行，在軌編程時(shí)通過(guò)注入子程序和修改地址 表中該子程序的入口地址實(shí)現(xiàn)在軌編程，該方法不需要增加額外的硬件，但在程序設(shè)計(jì)過(guò) 程中，更改子程序代碼就需要變更子程序地址表，調(diào)試時(shí)較復(fù)雜，且不適用于單指令在軌編 程和規(guī)模較大、子程序較多的程序在軌編程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方 法，采用星載計(jì)算機(jī)、設(shè)備管理器、可編程只讀存儲(chǔ)器及數(shù)字信號(hào)處理器建立在軌編程系 統(tǒng)；本發(fā)明公開的在軌編程設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)單指令在軌編程或修改子程序跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)子程 序在軌編程。本發(fā)明易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)原軟件的規(guī)模、復(fù)雜度和健壯性影響小，程序設(shè)計(jì)、編碼和 調(diào)試中沒(méi)有反復(fù)更改子程序地址表的繁瑣，且可實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)存任意地址上的指 令和數(shù)據(jù)的在軌更改。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，該在軌編程系統(tǒng)包含： 星載計(jì)算機(jī)，用于提供要求增加的在軌編程子程序及其數(shù)據(jù)； 設(shè)備管理器，與所述星載計(jì)算機(jī)連接； 可編程只讀存儲(chǔ)器，與所述設(shè)備管理器連接； 數(shù)字信號(hào)處理器，與所述設(shè)備管理器連接。
[0006] 優(yōu)選地，所述在軌編程系統(tǒng)還包含： 第一外部存儲(chǔ)器接口，分別與所述設(shè)備管理器、所述數(shù)字信號(hào)處理器連接；該數(shù)字信號(hào) 處理器通過(guò)所述第一外部存儲(chǔ)器接口經(jīng)過(guò)該設(shè)備管理器分別與所述星載計(jì)算機(jī)進(jìn)行雙向 數(shù)據(jù)通訊； 第二外部存儲(chǔ)器接口，分別與所述設(shè)備管理器、所述數(shù)字信號(hào)處理器連接；該數(shù)字信號(hào) 處理器通過(guò)所述第二外部存儲(chǔ)器接口經(jīng)過(guò)該設(shè)備管理器與所述可編程只讀存儲(chǔ)器進(jìn)行單 向數(shù)據(jù)通訊。
[0007] 優(yōu)選地， 所述設(shè)備管理器作為所述可編程只讀存儲(chǔ)器的設(shè)備管理器，用于實(shí)現(xiàn)所述數(shù)字信號(hào)處 理器對(duì)上述設(shè)備訪問(wèn)； 所述數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)所述可編程只讀存儲(chǔ)器加載原始數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)軟件； 由所述星載計(jì)算機(jī)提供的在軌編程子程序及其數(shù)據(jù)，通過(guò)所述第一外部存儲(chǔ)器接口分 別送入所述數(shù)字信號(hào)處理器。
[0008] -種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程設(shè)計(jì)方法，其特點(diǎn)是，該在軌編程設(shè)計(jì) 方法包含： S1，進(jìn)行在軌編程子程序設(shè)計(jì)； 52, 外部程序編譯器生成在軌編程子程序的二進(jìn)制代碼； 53, 所述數(shù)字信號(hào)處理器采用遙控注數(shù)的方式將在軌編程子程序的二進(jìn)制代碼注入該 數(shù)字信號(hào)處理器的內(nèi)部存儲(chǔ)器中相應(yīng)目的地址； 54, 在該在軌編程子程序啟動(dòng)前，所述外部程序編譯器設(shè)計(jì)新的調(diào)用跳轉(zhuǎn)指令； 55, 所述數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)單指令在軌編程方式，將原子程序的調(diào)用跳轉(zhuǎn)指令替換 為新的調(diào)用跳轉(zhuǎn)指令； 56, 所述數(shù)字信號(hào)處理器運(yùn)行在軌編程子程序。
[0009] 優(yōu)選地，所述步驟S1包含： 根據(jù)實(shí)際需求在原星載程序的源代碼中增加實(shí)現(xiàn)在軌編程功能的子程序及通信數(shù)據(jù)， 并將該在軌編程子程序及編譯后將通過(guò)所述設(shè)備管理器、所述第一外部存儲(chǔ)器接口分別送 入所述數(shù)字信號(hào)處理器。
[0010] 優(yōu)選地，所述步驟S2包含： S2. 1，在所述外部程序編譯器進(jìn)行程序編譯錢，將獲取的在軌編程子程序分配在該數(shù) 字信號(hào)處理器的內(nèi)部存儲(chǔ)器中的在軌編程存放區(qū)域； 52. 2,通過(guò)該外部程序編譯器將在軌編程子程序添加到原程序的源代碼中進(jìn)行編譯， 并通過(guò)混合編程模式查看并記錄該在軌編程子程序的二進(jìn)制代碼。
[0011] 優(yōu)選地，所述步驟S3包含： 53. 1，所述數(shù)字信號(hào)處理器判斷當(dāng)前運(yùn)行程序是否處于在軌編程狀態(tài)，當(dāng)處于該狀態(tài) 時(shí)，執(zhí)行步驟S3. 2;否則，結(jié)束； S3. 2,所述數(shù)字信號(hào)處理器采用遙控注數(shù)的方式將在軌編程子程序二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù) 包序號(hào)進(jìn)行保存，并提取該二進(jìn)制代碼的長(zhǎng)度； S3. 3,所述數(shù)字信號(hào)處理器提取保存在其內(nèi)部存儲(chǔ)器的需要修改內(nèi)容的目的地址，并 將在軌編程子程序的二進(jìn)制代碼輸入該目的地址； S3. 4,當(dāng)確認(rèn)該在軌編程子程序的二進(jìn)制代碼完全注入在上述目的地址后，反饋已注 數(shù)完成的數(shù)據(jù)包信號(hào)，標(biāo)志著在軌編程子程序的二進(jìn)制代碼遙控注入完成。
[0012] 優(yōu)選地，所述步驟S4包含： S4. 1，在該在軌編程子程序啟動(dòng)前，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)主程序中調(diào)用原子程序 的跳入指令，計(jì)算在軌編程子程序的跳入指令； 54. 2,所述數(shù)字信號(hào)處理器的主程序通過(guò)所述步驟S4. 1計(jì)算在軌編程子程序的跳入 指令直接調(diào)用在軌編程子程序，經(jīng)程序編譯器編譯后，采用混合編譯模式查看所述跳入指 令所在地址的下一個(gè)地址對(duì)應(yīng)指令即為該在軌編程子程序的跳出指令。
[0013] 優(yōu)選地，所述步驟S5包含： 55. 1，所述數(shù)字信號(hào)處理器判斷當(dāng)前運(yùn)行程序是否處于在軌編程狀態(tài)，當(dāng)處于該狀態(tài) 時(shí)，執(zhí)行步驟S5. 2;否則，結(jié)束； S5. 2,所述數(shù)字信號(hào)處理器從注入的在軌編程子程序二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)包里提取運(yùn)行 該在軌編程子程序跳入指令對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址； 55. 3,所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)所述步驟S5. 2獲取的該在軌編程子程序跳入指令對(duì) 應(yīng)的內(nèi)存地址提取該在軌編程子程序跳入指令。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟S6包含： 56. 1，判斷所述數(shù)字信號(hào)處理器是否處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行步驟 S6. 2 ;否則，結(jié)束； S6. 2,所述數(shù)字信號(hào)處理器將原子程序運(yùn)行跳入指令地址對(duì)應(yīng)跳轉(zhuǎn)指令修改為運(yùn)行所 述步驟S5. 3提取出的在軌編程子程序跳入指令； S6. 3,所述數(shù)字信號(hào)處理器設(shè)置在軌編程子程序啟用標(biāo)志有效，輸出相應(yīng)的在軌編程 參數(shù)及遙測(cè)量，主程序跳轉(zhuǎn)至起始地址，執(zhí)行該在軌編程子程序。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明公開的一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法，采用星載計(jì) 算機(jī)、設(shè)備管理器、可編程只讀存儲(chǔ)器及數(shù)字信號(hào)處理器建立在軌編程系統(tǒng)；本發(fā)明公開的 在軌編程設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)單指令在軌編程或修改子程序跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)子程序在軌編程，最終 能夠?qū)崿F(xiàn)星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌功能擴(kuò)展、在軌糾錯(cuò)和在軌維護(hù)的目的。本發(fā)明易于 實(shí)現(xiàn)，對(duì)原軟件的規(guī)模、復(fù)雜度和健壯性影響小，程序設(shè)計(jì)、編碼和調(diào)試中沒(méi)有反復(fù)更改子 程序地址表的繁瑣，且可實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)存任意地址上的指令和數(shù)據(jù)的在軌更改； 在不需要在軌編程是對(duì)原程序的運(yùn)行沒(méi)有影響。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程設(shè)計(jì)方法的整體流程圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程設(shè)計(jì)方法的實(shí)施例示意 圖之一。
[0019] 圖4a為本發(fā)明一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程設(shè)計(jì)方法的實(shí)施例示意 圖之二。
[0020] 圖4b為本發(fā)明一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程設(shè)計(jì)方法的實(shí)施例示意 圖之三。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合附圖，通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0022] 如圖1所示，一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程系統(tǒng)，該在軌編程系統(tǒng)包 含：星載計(jì)算機(jī)1、設(shè)備管理器2、可編程只讀存儲(chǔ)器4及數(shù)字信號(hào)處理器5。
[0023] 其中，設(shè)備管理器2分別與星載計(jì)算機(jī)1、可編程只讀存儲(chǔ)器4及數(shù)字信號(hào)處理器 5連接。
[0024] 本發(fā)明公開的一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程系統(tǒng)還包含：第一外部存 儲(chǔ)器接口、第二外部存儲(chǔ)器接口。
[0025] 其中，第一外部存儲(chǔ)器接口分別與設(shè)備管理器2、數(shù)字信號(hào)處理器5連接。第二外 部存儲(chǔ)器接口分別與設(shè)備管理器2、數(shù)字信號(hào)處理器5連接。數(shù)字信號(hào)處理器5通過(guò)第一外 部存儲(chǔ)器接口經(jīng)過(guò)該設(shè)備管理器2分別與星載計(jì)算機(jī)1進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通訊。數(shù)字信號(hào)處理 器5通過(guò)第二外部存儲(chǔ)器接口經(jīng)過(guò)該設(shè)備管理器2與可編程只讀存儲(chǔ)器4進(jìn)行單向數(shù)據(jù)通 訊。
[0026] 本發(fā)明中，星載計(jì)算機(jī)1用于提供要求增加的在軌編程子程序及其數(shù)據(jù)。設(shè)備管 理器2作為可編程只讀存儲(chǔ)器4的設(shè)備管理器2,用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器5對(duì)上述設(shè)備訪 問(wèn)。數(shù)字信號(hào)處理器5通過(guò)可編程只讀存儲(chǔ)器4加載原始數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)軟件。由星載 計(jì)算機(jī)1提供的軌編程子程序及其數(shù)據(jù)，通過(guò)第一外部存儲(chǔ)器接口分別送入數(shù)字信號(hào)處理 器5。
[0027] 本實(shí)施例中，米用FPGA(FieldProgrammableGateArray，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列） 芯片作為設(shè)備管理器2。星載計(jì)算機(jī)1與設(shè)備管理器2之間采用RS422通信總線進(jìn)行二者 之間的數(shù)據(jù)通訊。數(shù)字信號(hào)處理器5采用TI公司的64XX系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理器。
[0028] 如圖2所示，一種用于星載數(shù)字信號(hào)處理器的在軌編程設(shè)計(jì)方法，該在軌編程設(shè) 計(jì)方法包含： S1，在軌編程子程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。該步驟S1包含： 根據(jù)實(shí)際需求在原星載程序的源代碼中增加實(shí)現(xiàn)在軌編程功能的子程序，該在軌編程 子程序?qū)⑼ㄟ^(guò)設(shè)備管理器2、第一外部存儲(chǔ)器接口分別送入數(shù)字信號(hào)處理器5。
[0029] 本實(shí)施例中，設(shè)計(jì)的在軌編程子程序在TI公司的64XX系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理器中， 跳轉(zhuǎn)至主程序首地址指令如下：
其中，_c_int00為程序的入口地址，且上述指令是在C語(yǔ)言中嵌套匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)寄存 器賦值和程序執(zhí)行跳轉(zhuǎn)的操作。
[0030] S2,生成在軌編程子程序的二進(jìn)制代碼。該步驟S2包含： S2. 1，編譯前將獲取的在軌編程子程序分配在該數(shù)字信號(hào)處理器5的內(nèi)部存儲(chǔ)器中的 在軌編程存放