前言:
打算写一个系列:CAPL_构建基于UDS的刷写学习,大致写一下写作的思路
1:本文是第1篇首先讲解基础。首先搞清楚,各种不同文件(常见的S19,hex,bin,以及汽车行业主机厂自己的各种文件CBF(奇瑞特有),VBF(VOLOVL))的格式,以及文件的结构。
2:第二阶段详细简绍CAPL中各种解析文件的函数,以及各种数据转换格式的函数。
3:讲解清楚UDS中0x34,0x35,0x36,0x37等各种服务
4:最后做一个总结,写出一个适合项目应用的CAPL刷写文件。
1:什么是HEX文件?
用处:嵌入式系统中常见的一种文件,通过烧录器写入CPU的flash存储器中的一种文件。
起源:Hex文件是Intel公司提出
文件性质的基本定义:是一种按地址排列的数据信息格式。并且以ASCII码的形式,按行记录数据
2:理解HEX文件的构成
首先打开一个Hex文件,可以看到Hex文件是以行为排列的,我们把每一行又可以分为5个部分
如下图:
注意两点:**1)Hex文件不要以HexView软件来打开,要以txt文本形式打开
**2)为了方便观看,使用空格键,隔开了各个不同的数据段,实际文件打开时,数据中间是不存在空格的,需要注意
部分 | 解释 | 按上图说明 | 性质 |
1 | 表示第4部分数据的长度 | 如:上图中第1行蓝色部分字节的长度=4个ASCIL码的字符.故用02表示 第2行蓝色部分=20个ASCIL码的字符.故用0x20表示 | 位置:固定在开头 长度:固定为2个ASCIL字符 |
2 | 地址信息 | 表示数据记录的地址,根据类型不同有可能是基地址、段地址或偏移地址 | 位置:固定在数据长度之后 长度:固定为4个ASCIL字符 |
3 | 地址类型 | 这个比较复杂,后文单独解释 | 位置固定 长度:固定为2个ASCIL字符 |
4 | 数据段 | 字节顺序根据芯片大小端和字长决定 | 位置固定在地址类型后 长度:不固定 |
5 | 校验和 | 除冒号和自身以外的其他字节数据加起来模除256的余数的补码 | 位置:固定在数据段结束之后 长度:固定为2个ASCIL字符 |
3:部分单独讲解“地址类型”:可以根据数值不同分为以下几类
- '00' Data Rrecord:用来记录数据,HEX文件的大部分记录都是数据记录
- '01' End of File Record: 用来标识文件结束,放在文件的最后,标识HEX文件的结尾
- '02' Extended Segment Address Record: 用来标识扩展段地址的记录
- '03' Start Segment Address Record: 段地址 STM32不用
- '04' Extended Linear Address Record: 用来标识扩展线性地址
- '05' Start Linear Address Record: 程序启动运行的地址
如果暂时看不懂,也没关系,但是也需要强制记忆,后续会结合实例来讲解,地址类型是非常重要的一种重要的类型。不同的地址类型,数据的组成也是不一样的。
3:理解地址的重要性
3.1 什么是烧录的目标地址
对于我们很多初学者,需要理解地址的00-05拢共6种类型,和基地址,偏倚地址,段地址的各种复杂的概念。
其实首先要了解的是,这些概念都是为了一个目的,就是能将数据成功的写入flash中的固定地址中去。首先我们来了解一下单片机flash(也就是ROM代码存放的区域)的基础知识。
假设一个芯片内置的Flash ROM=20KB, ==20,480个Byte,要准确寻址到每一个字节,就需要地址至少16bit长度的地址。
3.2 烧写时,数据是按照连续一段连续写入的
这句话的意思是,Hex数据在写入时,会一段一段的成片写入,而不是一个Byte一个Byte的依次写入,因为烧写也是需要讲究效率的
4:大致了解下,基地址,段地址和偏移地址
4.1 :基地址(Base Address)
基地址,可以暂时记为基本地址,基地址是占据地址位高Byte中的
4.2:段地址(Segment Adress)
段地址是指:Hex会将整体分为若干个段,确切的说是将基地址包含的范围分为若干个段(segment)
4.3:偏移地址 (Offset Adress)
即是指段内地址再细分
5:从实例出发,理解地址信息是如何在Hex文件中表示的
有了以上基础我们再来看
实例1:02 0000 04 0800 F2 <------- 首行给出烧录的目标地址的高16位 : 0x0800,给出地址类型为0x04(拓展线性地址标识)
看标准规范中对,RecTYP:0x04的解释
04的出现表示了,地址为32bit
名称:拓展线性地址记录 (32bit格式专属),这里的32bit是指32位的单片机系统。
RecordMark 就是=每一行开头的“:”
RecLen 是指数据段的长度,长度固定1byte,值固定为02
LoadOFFSET:是指载入地址偏移,在地址记录=0x04时,值只能=0000
ULBA: 这才是重点,首行给出烧录的目标地址的高16位
实例2:10 0000 00 00F000204501000839FE00088D800008 3E <------- 烧写到0x0800 0000 处的数据
RecTYP:00的解释
就是代表,DATA是需要被写入到ROM中的数据,Load0FFset就称为偏移地址,单烧写器的程序读取到这行时,表达的意思是将“00F000204501000839FE00088D800008”写入到地址为0x0800 0000中去。
实例3:10 0010 00 19F20008B714000811A4010800000000 3C <------- 烧写到0x0800 0010 处的数据
此行解读,和上一行解读相同,重点关注0010的偏移地址,与第一行的目标地址比较一下,可以知道正好相减=10。这就说明了写入数据的第一段和第二段,在内存上是连续的。记住这个概念,对我们后续烧写代码的开发,会有作用。
- 其他实例:05代表程序入口地址,其数据域的内容在本例中为0x08024433,该地址通常为MCU的复位向量地址,该地址在编译时由工程的链接脚本决定。
- 04 0000 05 08024433 DD <------- 05类型的行对于烧写程序无用。见参看英文
其他实例:*记录类型:0x03,起始段地址标识
:0200000312FFBD 起始段地址标识:0x12FF
记录类型:0x02,扩展段地址标识
6:地址标识信息 和基地址,段地址,和偏移地址之间的关系
地址标识类型 0x04 =基地址
地址标识类型 0x02=段地址
地址标识类型 0x00=偏移地址
一旦出现段地址或者线性地址,之后所有数据都要加偏移地址,直到出现一个新的段地址或者线性地址,再重新变更偏移地址。数据物理地址为:线性地址左移16位+段地址左移4位+偏移地址。
地址计算示例:
:020000040108EA 线性偏移地址:0x0108
:0200000212FFBD 扩展段地址:0x12FF
:0401000090FFAA5502 数据地址:0x0100
基地址:0108左移16位,0x01080000;
扩展段地址:12FF左移4位,0x00012FF0;
数据偏移地址:0x0100;
实际物理地址=基地址+扩展段地址+偏移地址=0x010930F0。
7:数据中的大端表示和小端表示
即地址标识信息为0x00时,数据放入内存中的顺序是怎么样的?要理解这个概念首先要明白两个概念:如下
1*)数据中哪里是高位,哪里是低位
还是以上面例子0401000090FFAA5502,红色加粗为数据段,和我们日常写数字的规则一致,左边为高位,依次降低,最右边为最低位。
2*)内存中存放方式:(大端+小端)
大端即motorala格式,高字节放内存中低地址位置,低字节放内存中高地址位置。
小端即intel格式,高字节放内存中高地址位置,低字节放内存中高地址位置。
大端存放方式如下图,小端则将数据倒转过来即可。