from:?? http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-trace32/

隨著軟硬件復雜性的增加，在嵌入式系統開發中，調試器對項目的開發進度、質量起著越來越重要的作用。在眾多的調試器中，Lauterbach 公司的 Trace32 憑借其強大的功能，出色的性能，成為目前嵌入式系統開發中，尤其是高端系統中普遍采用的調試工具。

Trace32 除了具有對代碼設置斷點、跟蹤調試等常規的功能以外，還能夠控制對目標系統的 FLASH 進行編程。本文首先對比了 Trace32 FLASH 編程的兩種方式："Emulator controlled flash programming" 和 "Target controlled flash programming"，指出"Target controlled flash programming"方式的優點；然后介紹了與 FLASH 編程相關的 Trace32 腳本命令，以及 Trace32 腳本命令與 FLASH 編程軟件之間的通信機制；最后，給出了 "Target controlled flash programming" 方式的控制流程。

注：本文中使用的"編程"一詞，除了具有對 FLASH 燒寫的含義外，還包括擦除、校驗等其它對 FLASH 的操作。

一、FLASH 編程的兩種方式

對目標系統中的 FLASH 有兩種方式進行編程，分別是 "Emulator controlled flash programming" 和 "Target controlled flash programming"。

在 "Emulator controlled flash programming" 方式下，所有對 FLASH 編程的操作都是由 Emulator 完成的，不使用目標系統的資源。Trace32 軟件支持市面上幾乎所有的 FLASH芯片（可以訪問 http://www.lauterbach.com/ylist.html 查詢 Trace32 支持的 FLASH 型號），只要在腳本命令 FLASH.Create 中指明目標 FLASH 的型號，地址范圍以及總線的配置，用戶就可以使用腳本命令直接將數據燒寫到 FLASH，不需要編寫任何對 FLASH 操作的代碼。

在 "Target controlled flash programming"方式下，對 FLASH 的編程控制是由運行在目標系統上的 FLASH 編程軟件完成的，而這個軟件必須由用戶自行開發。此時，Trace32通過使用腳本對目標系統內存地址空間的訪問，向 FLASH 編程軟件傳送控制參數和數據。

由于直接在目標系統的處理器上運行，采用 "Target controlled flash programming" 方式可以獲得比 "Emulator controlled flash programming"方式快得多的編程速度。這對于燒寫大的文件，以及生產線等場合來說十分重要。另外，只要編寫相應的 FLASH 編程軟件，用戶選擇的任何 FLASH 都能夠被支持。

因此，對于 FLASH 編程的內容較少，或者對編程的時間要求不高的情況下，可以使用"Emulator controlled flash programming" 方式；但是，對于需要編程較大的文件，而且對速度要求較高的情況下，"Target controlled flash programming" 方式是唯一的選擇。本文中只討論 "Target controlled flash programming" 方式。

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二、Trace32 腳本

在 Trace32 的界面中，可以使用菜單，鼠標完成操作，也可以完全使用命令操作。事實上，Trace32 內嵌了強大的命令和腳本處理功能。使用 Trace32 的命令不僅可以完成所有的功能，而且可以獲得比菜單方式更大的操縱性和靈活性。腳本以 .CMM 為后綴。

下面就介紹 Trace32 中與 FLASH 操作相關的命令，見下表：

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這里列出后面需要使用到命令的詳細格式，以便參考。

1． FLASH.Create
格式：

FLASH.Create<unit_number> <physical_range> <sector_size> <family_code>

<bus_width>

<family_code>: I28F001B | I28F200B | ... | TARGET | EEPROM | NOP


<bus_width>: Byte | Word | Long | Quad

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例如，定義Am29LV640(16 bit mode, 16 bit bus, 128 sectors, 64Kbyte/sector)

FLASH.RESet

FLASH.Create 1. 0x0 -- 0x7FFFFF 0x10000 AM29LV100 Word

對于采用 "Target controlled flash programming" 方式，familiy_code 必須選擇為TARGET。與 FLASH 編程軟件的連接由 FLASH.Target 完成。

2． FLASH.Erase
格式：

FLASH.Erase<unit> | <address_range> | ALL

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例如：

FLASH.Erase 0x0 -- 0x1FFFF

FLASH.Erase ALL

3． FLASH.Program
格式：

FLASH.Program[<unit> | <address_range> | ALL | OFF
]

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一旦激活了編程模式，任何對 FLASH 地址空間的寫訪問操作將會導致對 FLASH 的編程。例如：

FLASH.Program ALL

Data.LOAD.Binary data.bin /Word  <-  裝載數據到FLASH空間

FLASH.Program OFF

…

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4． FLASH.TARGET
格式：

FLASH.TARGET<code_address> <data_address> [<buffer_size>] [<file>] <code_address>

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運行在目標系統上的 FLASH 編程軟件被下載到的 RAM 起始地址，占用的大小為FLASH 編程軟件本身的大小，另外再加上 32 字節。

• <data_address>
  參數塊的起始地址，大小為 32 字節（參數塊）+ <buffer_size> + 256 字節（stack）。
• <buffer_size>
  從 Trace32 軟件一次傳遞給 FLASH 編程軟件的數據字節數。建議的緩沖大小為 4KB。
• <FLASH_algorithm>
  二進制形式的 FLASH 編程軟件。

使用上面這些命令進行 FLASH 編程的一般步驟是：

1） 首先使用 FLASH.Create 定義目標 FLASH 的地址空間，類型，及總線配置。

2） 對于"Target controlled flash programming"方式，必須向目標系統加載 FLASH 編程軟件。FLASH.Target 命令把 FLASH 編程軟件的起始地址，參數塊的起始地址，以及緩沖區大小等信息通知 Trace32。FLASH.Program 和 FLASH.Erase 命令就會調用確定的 FLASH 編程軟件，并傳遞合適的參數。

3） FLASH.Program 啟動編程模式后，如果有數據傳輸命令執行（如 Data.Set 或者Data.LOAD），Trace32 會檢查數據傳輸的地址是否落在 1）中定義的 FLASH 地址空間內。如果是，Trace32 會根據緩沖區的大小，把部分數據填充到數據緩沖區中，初始化參數塊，設置目標系統的 PC 為 FLASH 編程軟件的起始地址，并開始執行。執行結束后，控制權回到 Trace32。Trace32 檢查返回的信息（也在參數塊中），如果正常，繼續處理剩余的數據。

下面通過一個例子來說明：

目標系統的配置了的 FLASH 為 Intel Strata FLASH 28F320J3A（16 bit mode, word access），CPU 為 ARM core。

目標系統的內存影像（memory map）為：

• FLASH: 0x0 - 0x3FFFFF
• RAM 起始地址：0xA0000000

相應的 Trace32 腳本為：

FLASH.RESet

FLASH.Create 1. 0x0--0x3FFFFF 0x20000 TARGET Word

FLASH.Target 0xA0000000 0xA0001000 0x1000 ~~/demo/arm/FLASH/word/i28f200j3.bin

FLASH.Erase 1.

FLASH.Program 1.

Data.LOAD.Elf my_application.elf /Word

FLASH.Program OFF

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首先，通過 FLASH.Create 創建一個 FLASH 區域1，地址范圍為 0x0 到 0x3FFFFF，Sector 的大小為 0x20000，對此 FLASH 區域的編程軟件由 TARGET 指定。WORD 參數則指明目標系統 CPU 訪問 FLASH 的數據寬度（還可以是 BYTE, LONG, QUAD）。

FLASH.Target 指定對 FLASH 區域編程軟件的位置在 0xA0000000，參數塊在0xA0001000。參數塊后面一般緊跟著數據緩沖區，緩沖區的大小為 0x1000。編程軟件是~~/demo/arm/FLASH/word/i28f200j3.bin。

接著擦除 FLASH 區域 1，然后啟動 FLASH 編程模式。

Data.load.elf 命令將 my_application.elf 裝載到 FLASH 區域，觸發了 FLASH 編程軟件，從而被寫入到指定的 FLASH 區域中。

最后，關閉 FLASH 編程模式。

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三、Trace32 命令與 FLASH 編程軟件之間的通信機制

從上面的例子可知，在 Trace32 軟件與 FLASH 操作程序之間有一個數據交換區-參數塊，用來傳遞控制命令和數據，并返回操作結果。參數塊的位置是由FLASH.Target命令中的data_address指定的。緊跟著參數塊是緩沖區。

參數塊的定義如下：

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操作結束后，參數塊存放操作的返回結果：

參數塊以及緊跟的緩沖區的相應 C 語言定義如下：

struct {
ulong32 flashaddr;
ulong32 flashwidth;
ulong32 width;
ulong32 offset;
ulong32 addr;
ulong32 size;
ulong32 reserved;
ulong32 status;		/* in: 1=program, 2=erase, out: 0=o.k., 0x100=fail */
uchar8 data[4096];		/* Programming Buffer, size can be made smaller 
(FLASH.TARGET command) */

} FlashParameter;

四、Target controlled flash programming 流程

開發基于"Target controlled flash programming" 方式的一般流程為：

1． 編寫在目標系統上運行的 FLASH 編程軟件

2． 將 FLASH 編程軟件裝載到目標系統的 RAM 中（使用 Data.LOAD 命令）

3． 通過命令 FLASH.Create 和 FLASH.Target 命令將 Trace32 連接到目標系統上的FLASH 編程軟件

4． 使用命令 FLASH.Program，FLASH.Erase 等命令控制對目標系統上 FLASH 的操作，這些命令會調用 FLASH 編程軟件中相應的功能，并傳遞合適的參數

實例（AM29F800）

目標系統上有兩塊型號為 AM29F800 的 FLASH，每塊 FLASH 的數據寬度為 16bit，兩塊合并成 32bit 寬度。每塊 FLASH 有 1MB 的大小，它們的起始地址為 0x200000。

目標系統上還配置了 SRAM，大小為 8kB，地址范圍是 0H 到 1FFFH。

為目標系統開發的 FLASH 編程軟件為 FLASHprog.bin（大小為 450H 字節，二進制格式）。參數塊被安排在 SRAM 的地址 0H 開始。

需要燒入目標系統 FLASH 的應用程序為 application.elf（ELF 格式，起始位置為0x200000）。這里需要說明的是，在聯接產生 application.elf 時，必須通過聯接腳本 - SCL 文件指定其起始位置為 0x200000。這樣"Data.load.elf application.elf "命令就會將 application.elf 裝載到從 0x200000 開始的地址空間。

對于這樣的應用，需要編寫一個控制腳本（CMM 文件），同時還要開發一個 FLASH的編程軟件。下面首先介紹控制腳本的內容，然后給出了 FLASH 編程軟件的流程。

控制腳本

控制腳本的內容如下：

1） 進行必要的目標系統設置，特別是片選配置，使得 SRAM 和 FLASH 都落在安排的地址空間中

2） 將 FLASH 編程軟件 FLASHprog.bin 裝載到 SRAM 中地址 0x1200 處: Data.LOAD.B FLASHprog.bin 1200

3） 在 FLSAH 編程軟件的結束位置設置斷點（break.set swbp），這樣在執行結束后，控制可以交回給 Trace32

4） 通知 Trace32 關于 FLASH 的配置，FLASH 編程軟件的位置，參數塊以及數據緩沖區的位置

FLASH.Create 200000--3fffff TARGET LONG

FLASH.TARGET 1200 0 1000

此時 SRAM 的內存安排為：

5） 擦除整個 FLASH
FLASH.Erase ALL

6） 編程應用程序 application.elf
FLASH.Program ALL
Data.LOAD.elf application.elf
FLASH.Program OFF

執行 FLASH.Erase ALL 命令時，調用 FLASH 編程軟件的擦除功能，相應的參數塊填充為：

此時，數據緩沖區沒有內容。

擦除結束后，遇到設置的斷點，控制權交回給 Trace32，參數表中為返回的狀態：

執行 Data.LOAD.bin application.bin 時，調用 FLASH 編程軟件的編程功能，相應的參數塊填充為：

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?

此時緩沖區中填充了需要編程的數據。

編程結束后，控制權交回給 Trace32，參數表中為返回的狀態：

?

如果沒有錯誤發生，以上的編程過程會一直下去，直到 application.bin 中的數據全部傳輸完畢。

FLASH 編程軟件

FLASH 編程軟件的流程為：

1） 定義參數塊的數據結構：
struct FlashParameter flash_param;
FlashParameter 的定義見上文。

2） 定義每個功能對應的功能號：

#define FLASH_PROGRAM               0x00000001

#define FLASH_ERASE                   0x00000002

#define FLASH_CHIP_ERASE             0x00000005

…其它功能號

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3） 主控制流程：

  switch ( flash_param.status )
{
case FLASH_PROGRAM:
flash_program();
break;
case FLASH_ERASE:
flash_erase();
break;
…其它功能
}

flash_program()  函數從參數塊中獲取編程的數據、大小以及編程的目標地址，
實現對 FLASH 的編程功能。

flash_erase() 函數從參數塊中獲取擦除的目標地址以及大小，
實現對 FLASH 的擦除功能。

?

4） SCL 文件

RAM 0x200000

{
CODE 0x200000 
{
main.o (+RO)
* (+RO)
}
APP_RAM +0x0
{
* (+RW, +ZI)
}

}    

總結

以上是生活随笔為你收集整理的使用 Trace32 对 FLASH 编程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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