0 导言
现在，多电平高压变频器是高压变频器研讨的热门之一。多电平变频器具有电平阶数多、谐波含量小、开关频率低、开关损耗小、开关应力小和电压等级高级长处，简略满意高压大容量场合的要求。多电平高压变频器的拓扑结构首要有：二极管箝位式、电容箝位式、单元级联式、三相逆变器串联式、电压自平衡式等。其间，级联式多电平变频器是以单相全桥逆变电路(以下称单元模块)为根本单元串联构成的。它不只具有多电平变频器的一起特色，还具有本身共同的特色，即单元模块易封装，易模块化，便于冗余规划和毛病检修。本文中的级联型高压变频器单元模块选用DSP TMS320LF2407A为操控芯片，进步了单元模块的智能化和模块化，简化了主控模块，使体系牢靠性进步。但与此一起，在单元操控软件的晋级上，因为单元模块安装在整机中，仿真器不易接到操控板上，因而要将操控板逐个拆下来别离进行DSP软件加载，这会消耗许多的时刻和人力。
本文剖析了现有的DSP 片内Flash (闪速存储器)的程序加载办法，针对级联型高压变频器的结构特色，提出多DSP 片内Flash 串行加载的办法，可完成高压变频器的单元模块操控软件的在线晋级，无需拆开，操作简略，节省了时刻和人力。
1 级联型高压变频器操控单元软件在线晋级的根本思维
1.1 级联型高压变频器体系全体结构
本文多DSP 片内Flash 串行加载办法是依据级联型高压变频器的结构特色提出的。图1 为级联型高压变频器体系结构框图。变频器主控体系与监控体系(上位机)经过RS485总线进行通讯。RS485 总线选用差分信号进行传输，具有共模搅扰按捺才能，抗搅扰功用较强。主控发送的信号经过CPLD 发送给各功率单元操控体系。因为主控与单元模块间隔较长，且单元模块高频搅扰大、电压等级高、作业环境恶劣，故CPLD转化的主控信号经过光纤传输。
1.2 多DSP片内Flash串行加载的首要思维
现在，LF240xA 片内Flash 经过PC 加载完成的办法有两种:一种是经过DSP开发板自带的JTAG接口(Joint Test Action Group)与PC 并口或USB串口相连完成编程(JTAG编程办法)，JTAG接口供给数据、地址及操控信号,当程序在PC 上调试完毕后凭借仿真器经过JTAG 烧写到片内Flash 中;另一种是运用DSP 的串行通讯接口(SCI)，经过RS232 与PC的串口衔接完成编程(串口编程办法)。依据闪存指令集编写程序，编译经过后分段下载到DSP的RAM中，最终转移到Flash中。该办法需求用到DSP的引导加载ROM。当DSP的BOOT-EN引脚为高电平而且DSP运转于微操控器(MCU)办法时，DSP 履行片内闪存程序，体系正常运转。当BOOT-EN为低电平、编程电压引脚为+5 V，而且DSP运转于微操控器办法时，DSP履行片内ROM加载程序，履行串行加载。
现有的办法一次只能对单个DSP烧写，且需求拆开。多DSP串行加载的思维是，经过主控与单元间的通讯，完成主控向单元进行Flash 串行烧写的功用，然后在不需求对硬件做任何修正的情况下完成多DSP一起加载。
详细思维是：先将串行加载算法程序(以下称为Loader程序)用JTAG口烧写到单元DSP 片内Flash的固定方位，且永不擦除改动。在体系上电后，单元先运转Loader程序，与主控树立通讯。一起上位机与主控树立通讯，上位机监控体系供给了“指定单元晋级”、“悉数单元晋级”或“正常运转”形式的挑选。在需求软件晋级时，挑选“指定单元晋级”或“悉数单元晋级”，下发给单元。单元经过主控取得晋级指令，持续运转Loader程序，并将主控传送的晋级程序代码加载到Flash。若不需求软件晋级，挑选“正常运转”跳转到现有程序正常运转。若等候一段时刻后未下发任何指令，体系将默以为正常运转。
2 变频器操控软件在线晋级的完成
2.1 串行加载的软件完成
即将加载的晋级程序运用dsphex指令，转化为HEX文件，寄存在主控或上位机的存储器中。依据上位机的晋级指令，操控单元模块的动作，并为单元模块供给晋级软件的HEX文件。
1)存储在单元DSP中的Loader程序内含Flash加
载算法的HEX文件算法包含内核子程序(也称为监控子程序)、铲除(clear)、擦除(erase)、编程(program)子程序(可统称为读写子程序)。在对Flash编程进程中，因为对DSP内部的Flash 进行清零、擦除及编程操作时，Flash 的闪存阵列处于高电压，故乡面的代码是不能运转的，于是就要将清零、擦除及编程算法放到DSP内部的RAM 中运转。内核程序作为监控程序也在RAM 中运转，用以调用清零、擦除及编程算法。故Loader程序的功用就是在初始化DSP、与主控树立通讯后，等候接纳程序下载指令，若在5 s内接纳到下载指令，将存储在Flash中的内核、铲除、擦除、编程子程序的HEX文件转存至DSP的SARAM区的固定方位后运转内核程序。其间，DSP 的SARAM 区既可做数据存储区又可做程序存储区，本文将其作为程序存储区，经过一个中心数据变量，软件从Flash程序存储区转存至SARAM程序存储区。
若5 s内未接纳到指令或接纳到正常运转指令，程序跳转到用户程序开端处运转。这儿要留意，因为Loader程序是固定不变的，所以用户程序的跳转地址也是固定不变的。本文中定为1000H，那么要求用户程序的进口地址INT0 分配为1000H。
2)内核子程序操控读写子程序的调度调用清零、擦除子程序，并在操作成功后向上位机发送成功标志，上位机在接纳到擦除成功标志后传输单元晋级程序HEX 代码，下位机接纳到HEX 代码运转编程子程序，将代码加载到Flash。整个串行加载的流程如图2所示。其间，晋级程序代码接纳到后被存储在DARAM 数据存储器的B1区。因为B1 区的存储空间为256字，故一次最多可寄存256个字的程序代码。依据程序代码的长度，可分屡次传输，屡次运转编程程序。
3)高压变频器单元板选用DSP TMS320LF2407A作为操控芯片查阅材料可知，芯片中Flash 0000H到003FH 为中止向量表。其间，0000H 存储的是INT0，即程序进口地址。DSP 上电复位后，芯片从0000H地址处读取INT0 跳转地址，跳转到程序进口开端履行。因而，要完成芯片上电复位后跳到Loader子程序处运转，就需求将Loader子程序的进口地址写入中止向量表，本规划中Loader 子程序放置在Flash 7000H 开端的地址处且永不改动，其INT0 地址为7000H，故在加载单元晋级程序时，中止向量表的INT0 地址要改为7000H，其他中止向量地址不变。即上电复位后不转入单元程序而是转入Loader程序，在判别不进行程序加载时再跳转到单元程序开始处，一起不影响单元程序的中止正常履行。详细完成举例如：
程序存储器地址程序存储器代码
0000H 7980H 1000H
0002H 7980H 106FH
0004H 7980H 1035H
… …
7980H 是跳转句子“B”的HEX 码，即单元程序跳转到1000H处运转。将程序存储器0000H处的跳转句子改为7980H 7000H，使芯片上电复位跳转到Loader程序处履行。
2.2 多DSP片内Flash串行加载的完成
由图1可知，高压变频器主控模块经过CPLD与多个单元模块通讯。主控经过播送办法与一切单元模块通讯，或经过点对点办法与单个单元模块通讯。这样，就可依据需求，选通一个特定单元或选通一切单元，下发晋级指令。相应的单元模块接纳指令，判别本单元需不需求晋级。若要晋级，履行串行加载程序，并接纳晋级代码，然后可完成多DSP一起编程。
2.3 需求留意的问题
针对实际运用的特色，在完成中要留意以下问题：
1)在对Flash编程时，LF240XA的引脚Vccp接+5 V的编程电压。在编程完毕后，把引脚Vccp接地，则阵列中的内容不易被改动。片内CPU的作业时钟不得高于40 MHz，不然会使程序加载进程呈现过错,然后导致程序加载失利。
2)因为Loader 程序占用了一部分Flash 存储空间，而Flash 存储空间分红四个扇区加载，别离为0000-0FFFH、1000H-3FFFH、4000H-6FFFH、7000H-7FFFH，故Loader 程序占用了一个Flash 的扇区7000H-7FFFH，因而正常运转程序的巨细约束在片内Flash存储空间的别的3个扇区内。
3)数据传输的牢靠性。鉴于高压变频器的作业环境，要确保数据牢靠传输和晋级程序的牢靠烧写，避免引起体系操控上的失误，形成不必要的丢失。
4)运用要简略便利。为完成数据牢靠传输，选用逐个校验的办法，即单元接纳到一个数据之后就回发给主控，主控判别是否与发送数据相同，相同就持续发送，不同就完毕发送。
3 结语
本文规划的多DSP片内Flash串行加载办法，完成了级联型高压变频器单元模块操控软件的在线晋级。经过在高压变频体系上运用，验证了其可行性。
这种办法同以往的程序加载办法比较，简略省时，为处理相似多DSP操控芯片体系的程序加载供给了一种便利、简略、牢靠的办法。
