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原创 vsprog之S51部分源代码(RC4)以及大致解说

 2008-11-17 00:31  3598 4 5 分类: MCU/ 嵌入式

　　RC4版本大致已经搞定，也应该提供一个USB_TO_XXX的示例程序。按照原计划，公开S51的支持程序(包括USB_TO_XXX的底层驱动代码)。我也尽可能地附加一些说明(包括底层的代码和协议)。S51部分的代码，目前由网友hyy维护。

注意：所有的这些代码只是用于提供一个示例，不得用于商业应用。

vsprog之S51源代码：https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2008/11/17/c464ee70-0f41-4b0f-b9de-e41a1f937bec.zip

这里用进入编程模式的代码做一个说明。

S51进入编程模式的算法如下：
　　芯片复位后，从SPI接口发送0xAC,0x53,0x00,0x00，然后，SPI接收的第四字节为0x69，这样就说明正常进入编程模式了。用这个算法举例是因为同时用到了USB_TO_GPIO(控制复位信号)、USB_TO_DELAY(控制延时)和USB_TO_SPI(执行操作)。

代码：

spi_init();<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

reset_init();

// use s5x_isp_frequency

spi_conf(s5x_isp_frequency);

// toggle reset

reset_output();

reset_set();

delay_ms(100);

reset_input();

delay_ms(30);

reset_output();

reset_set();

delay_ms(10);

// enter into program mode command

cmd_buf[0] = 0xAC;

cmd_buf[1] = 0x53;

cmd_buf[2] = 0x00;

cmd_buf[3] = 0x00;

tmp8 = 0;

// ret[3] should be 0x69

spi_io(cmd_buf, 4, &tmp8, 3, 1);

if((ERROR_OK != commit()) || (tmp8 != 0x69)) { LOG_ERROR("fail to enter into program mode, try a slower speed\n"); ret = ERROR_FAIL; goto leave_program_mode; }

按照算法，应该基本都看得懂，这里只是简单的作一下说明：
1．所有这些调用(spi_ini,reset_init,spi_conf,reset_output,reset_input,delay_ms,spi_io等)，都是宏定义，通过宏来把应用层的函数格式转换成编程器统一驱动层的函数格式。代码如下：

#define spi_init() p->spi_init()

#define spi_fini() p->spi_fini()

#define spi_conf(speed) p->spi_config((speed), SPI_CPOL_LOW, SPI_CPHA_1EDGE, SPI_MSB_FIRST)

#define spi_io(out, outlen, in, inpos, inlen) p->spi_io((out), (in), (outlen), (inpos), (inlen))

#define reset_init() p->gpio_init()

#define reset_fini() p->gpio_fini()

#define reset_output() p->gpio_config(GPIO_SRST, 1)

#define reset_input() p->gpio_config(GPIO_SRST, 0)

#define reset_set() p->gpio_out(GPIO_SRST, GPIO_SRST)

#define reset_clr() reset_input()

#define delay_ms(ms) p->delayms((ms) | 0x8000)

#define delay_us(us) p->delayus((us) & 0x7FFF)

#define commit() p->peripheral_commit()

其中，p是传递给目标芯片的编程函数的编程器数据结构的指针，vsprog理论上是可以支持一些其他的编程器的，需要增加对应的驱动和数据结构即可。这里的宏就是调用编程器的数据结构里的对应函数，并做参数转换。
2．有一些函数需要返回数据的，是通过设置返回数据的大小，起始位置，并提供数据指针来实现的。比如这里的spi_io，第一和第二个参数是发送数据的指针和数据的字节大小，第三个参数是接收数据的指针(不接收就设置为NULL)，第四个参数是指从返回数据的第n个字节开始复制，第五个参数是复制的字节数。这样spi_io(cmd_buf, 4, &tmp8, 3, 1);就是发送4个进入编程模式的命令，并接收第四个字节(序号是3，一个字节)的返回数据，并放入tmp8变量。这里需要注意的是，这些函数调用并不涉及到实际的操作，而只是记录下要发送的命令，在调用commit的时候，才会发送命令并接收执行结果(这样可以得到最高的USB带宽的利用率)。所以，需要保证调用commit时候，传递的指针可访问(如果在一个子函数中，传递一个auto变量的指针(位于堆栈上)，而在子函数返回后才调用commit，这样就出问题了，因为在执行实际的操作的时候，会把返回的数据复制到未知的堆栈上)。
3．S51的复位是高电平有效，所以输出高电平是使芯片复位。而释放并不是输出低电平，而是把复位控制信号设置为输入。

　　对于高层的代码，一切似乎都很简单，但是对于底层的驱动代码，就可能不是非常容易理解了。当然，如果对底层不感兴趣的话，可以直接忽略，而只是看一下接口部分提供的函数即可(在编程器的数据结构中定义的，可以被应用层调用的函数)。而且，我也不确定，我是否可以清楚地描述。
1．编程器的数据结构(programmer_info_t，位于programmer.h文件中)，对于一些基本的应用，编程器的数据接口定义了应用层需要调用的函数。比如，对于SPI接口：

// spi

RESULT (*spi_init)(void);

RESULT (*spi_fini)(void);

RESULT (*spi_config)(uint16 kHz, uint8 cpol, uint8 cpha, uint8 first_bit);

RESULT (*spi_io)(uint8 *out, uint8 *in, uint16 len, uint16 inpos, uint16 inlen);

这里，spi_config的kHZ是SPI频率，cpol和cpha可以组合成SPI的4种模式，first_bit用于定义MSB_First还是LSB_First。spi_io前面已经说明过了(可能和应用层调用的方式不同，所以通过宏来转换了)。
2．数据结构的初始化
编程器的数据结构由编程器的驱动自己初始化，数据结构位于最前面的3个成员需要在结构定义时初始化：

programmer_info_t programmers_info[] =

{

// versaloon

{

VERSALOON_STRING, // name

versaloon_check_argument, // check_argument

versaloon_init_capability, // init_capability

{ NULL }

};

versaloon_check_argument用来解析传递给编程器的命令行参数(注意不能和其他命令行参数的名字(一个字节)冲突)，versaloon_init_capability用于初始化编程器的各种能力：

RESULT versaloon_init_capability(void *p)

{

((programmer_info_t *)p)->init = versaloon_init;

((programmer_info_t *)p)->fini = versaloon_fini;

((programmer_info_t *)p)->interfaces = (SPI | GPIO | ISSP | JTAG);

// SPI

((programmer_info_t *)p)->spi_init = versaloon_spi_init;

((programmer_info_t *)p)->spi_fini = versaloon_spi_fini;

((programmer_info_t *)p)->spi_config = versaloon_spi_config;

((programmer_info_t *)p)->spi_io = versaloon_spi_io;
......
}

其中，interfaces为该编程器支持的硬件接口(USB_TO_DELAY不算，因为这个延时也可以在上位机实现)。这样，主程序就可以判断需要的功能是否都具备。其他就是各个接口函数指针的初始化了。
3．命令的收集
USB_TO_XXX之所以可以简化很多操作，是因为由于协议通用，所以很多代码都可以通用。比如：

RESULT usbtospi_init(void)

{

return usbtoxxx_init_command(USB_TO_SPI, &usbtospi_num_of_interface);

}

RESULT usbtospi_io(uint8 interface_index, uint8 *out, uint8 *in, uint16 outlen, uint16 inpos, uint16 inlen)

{

#ifdef PARAM_CHECK

if(interface_index > 7) { LOG_BUG("invalid inteface_index %d\n", interface_index); return ERROR_FAIL; }

#endif

return usbtoxxx_inout_command(USB_TO_SPI, interface_index, out, outlen, outlen, in, inpos, inlen, 1);

}

想不到这2个函数竟然可以这么简单吧？
usbtoxxx_init_command设置对应的接口的USB_TO_XXX_INIT命令，该命令返回一个字节的数据，表明当前编程器支持的该种接口的数量，这里把这个数量放在usbtospi_num_of_interface变量中。
usbtoxxx_inout_command也类似，对应接口的USB_TO_XXX_INOUT命令。
更加想不到的是，这些usbtoxxx_xxxx_command实质上都是调用同一个函数(usbtoxxx_add_command)：

RESULT usbtoxxx_add_command(uint8 type, uint8 cmd, uint8 *cmdbuf, uint16 cmdlen, uint16 retlen, uint8 *wantbuf, uint16 wantpos, uint16 wantlen, uint8 collect);

#define usbtoxxx_init_command(type, interface_num) usbtoxxx_add_command((type), (USB_TO_XXX_INIT), &null_char, 1, 1, interface_num, 0, 1, 0)

#define usbtoxxx_fini_command(type) usbtoxxx_add_command((type), (USB_TO_XXX_FINI), &null_char, 1, 0, NULL, 0, 0, 0)

#define usbtoxxx_conf_command(type, port, cmdbuf, cmdlen) usbtoxxx_add_command((type), (USB_TO_XXX_CONFIG | (port)), (cmdbuf), (cmdlen), 0, NULL, 0, 0, 0)

#define usbtoxxx_inout_command(type, port, cmdbuf, cmdlen, retlen, wantbuf, wantpos, wantlen, c) usbtoxxx_add_command((type), (USB_TO_XXX_IN_OUT | (port)), (cmdbuf), (cmdlen), retlen, wantbuf, wantpos, wantlen, (c))

#define usbtoxxx_in_command(type, port, cmdbuf, cmdlen, retlen, wantbuf, wantpos, wantlen, c) usbtoxxx_add_command((type), (USB_TO_XXX_IN | (port)), (cmdbuf), (cmdlen), retlen, wantbuf, wantpos, wantlen, (c))

#define usbtoxxx_out_command(type, port, cmdbuf, cmdlen, c) usbtoxxx_add_command((type), (USB_TO_XXX_OUT | (port)), (cmdbuf), (cmdlen), 0, NULL, 0, 0, (c))

#define usbtoxxx_poll_command(type, port, cmdbuf, cmdlen) usbtoxxx_add_command((type), (USB_TO_XXX_POLL | (port)), (cmdbuf), (cmdlen), 0, NULL, 0, 0, 0)

usbtoxxx_add_command就是把需要发送的命令放在USB发送数据的缓冲中，并且最后通过调用versaloon_add_pending设置对应的等待结构(versaloon_pending_result)，这个结构在下面会说明，用于记录当接收的返回数据的时候，把需要的数据保存的方法(从第几个字节开始保存，并保存多少个字节等)。
4．命令的收发以及返回数据的解析
调用commit的时候，会把发送缓冲中的命令发送出去，并等待接收返回数据。然后根据versaloon_pending_result中的设置，解析返回数据(部分关键代码)：

for(i = 0; i < versaloon_pending_idx; i++)

{

// get result data

if((versaloon_pending_result.want_data_size > 0) && (versaloon_pending_result.data_buffer != NULL))

{

memcpy(versaloon_pending_result.data_buffer, versaloon_buf + usbtoxxx_buffer_index + versaloon_pending_result.want_data_pos, versaloon_pending_result.want_data_size);

}

usbtoxxx_buffer_index += versaloon_pending_result.actual_data_size;

}

5．组合命令
为了高效的操作，有些命令是可以支持组合命令的，比如：
spi_io的几次连续的调用，是可以组合成一个单一的USB_TO_XXX_INOUT命令的。usbtoxxx_add_command的最后一个参数collect提供了这个支持，如果命令支持组合功能，并且调用时希望使用这个功能，就传递1。经测试，这个功能对速度有一定的影响。并且，目前SPI、ISSP、JTAG接口都支持这个功能。

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文章评论（1条评论）

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用户131114 2008-11-17 13:03

bug修正: vsprog.c的free_all_and_exit函数中: static void free_all_and_exit(int exit_code) { if((cur_programmer != NULL) && (cur_programmer->fini != NULL)) { cur_programmer->fini(); } // free buffer if(program_info.boot != NULL) { free(program_info.boot); program_info.boot = NULL; } ......

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