一種C55x DSP的串行引導與程序加密方法

摘要 以TI公司的TMS320VC5509A和SST公司的SST25LF080A為例，介紹了一種通過串口模式對Flash中的程序進行二次加載和加密方法。文中還給出了相關(guān)硬件連接、自舉表的建立。實驗證明，采用該引導裝載系統(tǒng)具有較強的實用性，可以提高DSP軟件的保密性。
關(guān)鍵詞 TMS320VC5509A；SST25LF080A；串行引導

隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理器(DSP)以其卓越的性能、獨有的特點，成為通信、計算機、消費類電了產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件，被廣泛地應用于各種數(shù)字信號處理系統(tǒng)中。由于數(shù)字信號處理器(DSP)內(nèi)部的ROM需要在生產(chǎn)時寫入程序，所以多數(shù)場合下，系統(tǒng)加電后，DSP需要將一段存儲在外部非易失性存儲器的代碼轉(zhuǎn)移到內(nèi)部高速存儲器單元中執(zhí)行，這樣既利用了外部的存儲單元擴展了DSP本身有限的ROM資源，又充分發(fā)揮了DSP內(nèi)部資源的效能。目前Flash存儲器應用最為廣泛，其兼有存取快速、電可擦除、可在線編程、大容量、低功耗、小尺寸、以及價格低廉等優(yōu)點，已成為新一代數(shù)字信號處理系統(tǒng)中的重要組成部分。但是，由于外部Flash存儲器中的內(nèi)容易被他人讀取，因此在利用DSP進行產(chǎn)品設計時，如何保護自己的成果，防止被竊取盜用，成為了設計工作的重要方面。本文基于TI公司的TMS320VC550 9A實現(xiàn)一種加解密體制，利用加密算法來保護DSP程序。

1 TMS320VC5509A的自舉引導
1．1 TMS320VC5509A介紹及其Bootloader
TMS320VC5509A是TI公司推出的一款高性能DSP，最高工作在可以200 MHz主頻，IO供電電壓3．3 V；核電壓1．2～1．6V。支持DMA操作、支持多媒體卡(MultiMedia Card，MMC)、安全數(shù)字卡(signal data converter，SDC)的讀寫；集成了USB控制器、I2C總線控制器、MCBSP口、實時時鐘RTC，以及多路A／D轉(zhuǎn)換器；具有PGE和BGA兩種封裝形式。片內(nèi)具有64 Byte ROM和128 Byte高速靜態(tài)RAM，內(nèi)部只讀ROM中固化了引導加載程序(Bootloader)，該程序在系統(tǒng)上電或復位后可以將用戶代碼自動搬移到片內(nèi)RAM運行。
1．2 自舉加載模式選擇
TMS320VC5509A每次上電復位后，在執(zhí)行完一系列初始化(配置堆棧寄存器、關(guān)閉中斷、程序臨時入口、符號擴展、兼容性配置)工作后，根據(jù)預先配置的自舉模式，通過固化在ROM內(nèi)的Bootloader程序進行程序引導。引導模式選擇是根據(jù)4個引腳BOOTM[0：3]配置完成的。BOOTM 0～3引腳分別與GPIO 1、2、3、0相連。BOOTM[0：3]在實際的電路連接是將芯片引腳通過上拉或下拉電阻接地或接電源來實現(xiàn)。系統(tǒng)中采用Flash存儲器完成串行引導，只需將BOOTM[3：0]設置成0100即可。
1．3 TMS320VC5509A引導表
Bootloader允許應用代碼存放在慢速非易失性的外部存儲器中，再將代碼搬移到高速的片內(nèi)存儲器中執(zhí)行。應用代碼以一種Bootloader能夠理解的特殊格式編碼，這種格式就是自舉加載表。Bootloader在引導程序時，程序代碼是以自舉加載表形式加載。自舉加載表包含了將要搬移的代碼段、程序段，以及這些段將要被搬移到的地址、加載完成后程序要執(zhí)行的地址f即程序入口地址和其他配置信息。TMS320VC55x系列DSP的自舉加載表結(jié)構(gòu)如表1所示。

其中，程序入口地址是自舉加載表加載結(jié)束后，用戶程序開始執(zhí)行的地址；待配置寄存器數(shù)目決定了后面有多少個寄存器需要配置；只有當延時標志為OxFFFF時，延時才被執(zhí)行；延時長度決定了在寄存器配置后，延時多少個CPU周期才進行下一個動作：段長度、段起始地址和數(shù)據(jù)則為用戶程序中定義的各個段的內(nèi)容，并且可以重復添加；最后以32個0作為引導表的結(jié)束標志。若需要生成引導表，可用CCS最終編譯生成的．out文件，通過CCS自帶的hex55．exe轉(zhuǎn)換程序得到。