為了解決工業遠程控制設備的軟件更新帶來的成本和效率問題，在研究了以TMS320C6670為核心的DSP系統的結構和程序啟動的基礎上，提出了基于以太網的DSP程序遠程加載方法。該方法主要基于BOOTP協議的廣播和以太網UDP協議實現。實踐表明，該加載技術靈活可靠，為遠程控制系統的調試和更新提供了便利。

引言

隨著科學技術的不斷進步，網絡通信技術和DSP技術飛速發展，許多智能儀器儀表、工業遠程控制設備等能夠接入到互聯網，實現網絡化、智能化的管理和控制。在這些設備中，有很多是以DSP為核心的設備，這些設備的程序代碼的引導啟動是一個很重要的問題。傳統的DSP設備的程序加載方法是通過硬件仿真器來完成的，但在實際工業應用中，這種方法存在仿真器攜帶不便攜和設備軟件維護更新不方便等缺點。因此基于網絡的DSP軟件更新就是一種很好的解決方案。

文中介紹了DSP程序加載的基本原理，以TI公司的多核DSP TMS320C6670為例，實現了一種基于以太網BOOTP協議的DSP程序加載技術，利用網絡通信實現DSP程序的動態加載，提高軟件更新效率。

1 原理

這里使用傳統的PC機作為下載服務器，以TMS320C6670為核心的DSP設備作為客戶機，客戶機啟動后，不知道任何網絡信息，需要通過TCP/IP協議的相關協議IP、UDP、BOOTP提供的功能來實現信息的傳播。客戶機通過BOOTP協議獲得所需相關網絡信息，然后通過UDP協議包獲取待執行的引導程序，并運行之。

1.1 IP協議和UDP協議

IP（Internet Protocol，互聯網協議）是TCP/IP中網絡層協議。UDP（User Datagram Protocol，用戶數據報協議）是TC尸/IP傳輸層的無連接協議。由于完整的TCP/IP協議將占用大量系統資源，所以在高可靠的局域網中，可以采用UDP協議發送數據包。

1.2 BOOTP協議

客戶機啟動時，需從網絡上獲取三種信息：本機的IP地址、下載服務器的IP地址、待下載的運行程序。

BOOTP（BOOTstrapping Protocol）能為無盤機獲得啟動所需的所有信息。在發送BOOTP請求之前，BOOTP客戶既不知道自己的IP地址，也不知道服務器的IP地址，BOOTP必須通過廣播方式發送請求。BOOTP服務器收到請求后，根據以太網地址，從下載數據庫中查出相應應答表項，構成BOOTP響應，再應答之。對于服務器而言，此時客戶機的IP地址已經知道，可以直接應答，不必用廣播方式。

BOOTP報文交易就是請求，響應一個來回，交易成功與否只有客戶知道，因此當服務器關閉或網絡工作不正常時，將導致交易出錯或報文丟失，客戶需進行重傳處理（每3 s重傳一次）。當有多個響應（多服務器響應或BOOTP應答延時），可設一個標志，客戶只接受并處理第一個響應，其余都拋棄。

1.3 BOOTP包格式

BOOTP包格式如圖1所示。

包操作碼/消息類型：1=BOOTREQUEST（引導請求），2=BOOTREPLY（引導應答）。硬件地址類型：1=10M以太網。硬件地址長度：6是10M以太網。跳躍點數：用于跨網引導，由路由器使用。事務ID：一個隨機數，用來匹配引用請求和應答。客戶端引導所用秒數：由客戶端填寫，客戶端引導開始后的過去的秒數。客戶端IP地址：BOOTP客戶將此置為0，要求服務器應答本客戶的IP地址。你的IP地址：BOOTP客戶將此設置為0。服務器IP地址：由服務器在引導應答返回。網關IP地址：用于跨網引導時使用。客戶端硬件地址：客戶填充本機MAC地址。服務器主機名：用于跨網引導時使用。引導文件名：BOOTP請求置為0，服務器應答時將由BOOTPTAB填充一個特定的運行程序路徑名。標準選項域：此域用于BOOTP客戶從服務器獲得一系列標準選項，例如網管IP地址、網關IP地址、DNS域名服務器IP地址、客戶機名等。

1.4 以太網數據包格式

以太網請求包格式如圖2所示。

DIX以太網中包含目標MAC地址（一般為FF：FF：FF：FF：FF：FF）和源MAC地址（即設備本身MAC地址）。IPV4中包含版本號、長度、協議、校驗和及源地址IP和目標地址IP（這里IP地址均為0.0.0.0）。UDP中包含源端口、目標端口、長度及校驗和。

以太網引導包格式如圖3所示。

2 硬件設計

系統采用多核TMS320C6670 DSP芯片作為主控芯片，其內置千兆網絡協處理器，所以外圍電路只需增加物理層芯片。結構框圖如圖4所示。

3 下載實現過程

客戶機：當硬件復位時，在RESET信號上升前，配置好開發板上的撥碼開關SW3、SW4、SW5、SW6，確定TMS320C6670芯片為以太網引導方式。RBL（ROM BootLoader）配置SerDes，SGMII和PASS準備接收來自以太網接口的引導包。RBL配置發送通道發送以太網請求包（每3 s發送一次）。

服務器即PC機端用Wireshark軟件作為抓包軟件，以太網請求包廣播到服務器端，見圖5，從中可以看出間隔約3 s多客戶機廣播一次BOO TP包。