MSP430串行写入BOOTSTRAP与加密熔断功能
关键词：MSP430 BOOTSTRAP 熔断
引 言
对于MSP430单片机的开发调试有多种技术方案，例如EPROM方式、OTP方式、仿真开发系统方式、JTAG和BOOTSTRAP方式。BOOTSTRAP（又名BootStrap Loader，简称BSL）可与另一种Flash仿真工具JTAG控制器配合使用。对于Flash型的MSP430单片机初期开发进行的仿真，只需要1台PC机和1个FET(Flash Emulator Tool)的JTAG控制器即可实现。进入产品级开发阶段，为了保护用户代码，烧断Flash的保护熔丝以后就无法再通过JTAG口访问单片机，这时用户对Flash中的程序再进行检查或更新就只能通过BOOTSTRAP进行。不用担心用户代码会泄露，BOOTSTRAP提供了32字节256位的密码保护，能完全确保代码的安全性。
BOOTSTRAP的硬件制作并不费力，只要与调试环境软件配合（TI网站提供免费下载限制功能的软件，不过用户可以轻松地制作完全功能软件），就能很方便地构建自己的开发环境。对于熔断的方法，从以前TI公布的资料看，只要在功能引脚上施加一个6.5V左右的电压数ms就可以了。当然，各类芯片熔断的方法也有一些差异。但是，除了11x系列的单片机有人用这种方法试验成功外，对其余系列的单片机无法实现，甚至有毁坏芯片的可能。现在，随着为TI公司的各类FET仿真器及BOOTSTRAP开发工具的相继推出，在一篇TI资料中，给出了MSP430熔断的方案和指令结构，这样，我们用DIY的完全功能开发调试系统就可以构建成功了。
图1和图2
1 BOOTSTRAP的功能与启动
通过BOOTSTRAP可以访问单片机的全部存储器，包括程序Flash、ROM、RAM，并可对其进行擦除、读写。它能用于批量下载程序，监测程序使用情况和各个变量与寄存器的使用情况，并可对其进行修改。因此，使用BOOTSTRAP能够方便地进行软件升级。
用户烧断Flash熔丝的目的在于保护程序代码，通过BOOTSTRAP读取MSP430，需要32字节即256位的密码口令；但是，BOOTSTRAP又表现了其极大的灵活性，其功能分为需要密码保护的功能与不需要密码保护的功能。其中，受密码保护的操作有从MSP430的存储器中读数据、写数据、Flash段擦除和读取程序计数器；不受密码保护的操作就是接收密码口令与Flash全擦除，擦除之后32个字节的密码口令全为0xFFH。这样使得用户的程序代码受到完全的保护，而且芯片也能保持应用的灵活性。
对于MSP430系列Flash型单片机，依靠RST/NMI引脚与TCK引脚（有的型号如MSP430F11x1使用TEST引脚）和一定的时序就进入标准的复位过程，即使用地址0FFFEH处的RESET向量，然后进入正常的程序入口。改变RST/NMI引脚与TCK引脚的时序配合，就可以启动BOOTSTRAP，即地址0C00H处的BSL RESET向量用做程序入口，单片机执行BOOT ROM里的程序。MSP430F13x/14x的正常复位时序如图1所示，BSL复位时序如图2所示。
如果发生以下情况，则不能启动BSL：
◇ 在RST/NMI引脚保持为低时，TCK引脚上出现的上升沿少于2个；
◇ 当RST/NMI引脚电平从低跳变到高时，TCK引脚还是保持为高；
◇ JTAG接口已控制了MSP430的资源；
◇ 因Vcc下降引起POR（复位）。
退出BOOTSTRAP时，要释放单片机的程序计数器PC，有两种情况：一种是在BSL中使用加载PC命令，从指定的程序地址继续执行；另一种是用标准的RESET序列强制使MSP430用0FFFEH的向量地址开始执行程序。
图3
2 BOOTSTRAP的软硬件结构
2.1 BOOTSTRAP的硬件结构
BOOTSTRAP硬件完成PC机和MSP430单片机通信的接口功能，主要由电源供电、信号接口和电平转换几个部分构成。
MSP430采用的是3.3 V电源，BOOTSTRAP可以采用外部给单片机供电再将电引到BOOTSTRAP板上，或直接利用PC机串口的电压再转换成3.3 V的方案。利用PC机串口电压的方案由于不需要外部供电，适用于批量下载、修改程序，使用方便。PC机通过串口和MSP430通信，串口用的是232电平，MSP430单片机用的是3.3 V的供电系统，因此存在一个电压转换的问题。对于电压转换，TI公司提供两个系列的电压调整芯片TPS770xx和TPS760xx系列。这两款芯片都能满足输入从 -0.3~13.5 V，稳定输出50
《MSP430串行写入BOOTSTRAP与加密熔断功能》
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