CAPL_构建基于UDS的刷写学习—01 Hex文件的解析

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

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（即基地址）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（即基地址）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。