嵌入式開發(fā)系統(tǒng)編程文件格式解析

摘要：嵌入式系統(tǒng)編程文件格式多種多樣。為方便嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和深度理解各種目標系統(tǒng)，論文詳細分析了多種主流的嵌入式可執(zhí)行文件(即機器碼文件)格式。比較了不同格式的異同點，并介紹了各種嵌入式文件格式的主要硬件系統(tǒng)及目標器件。
關鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；編程文件；HEX格式

1 常見文件格式解析
雖然不同的開發(fā)集成環(huán)境和不同的硬件架構使得嵌入式設備中可執(zhí)行文件的格式不盡相同，但基本上包含以下一些典型特征：
①可執(zhí)行文件的基本信息，如文件大小、時間、權限等。
②與硬件架構相關的二進制代碼和數(shù)據(jù)。
③符號表與符號重定位表。
從文件本身所包含的信息來看，嵌入式系統(tǒng)可執(zhí)行文件主要有：純數(shù)據(jù)類文件，記錄類文件以及描述類文件。
1．1 純數(shù)據(jù)文件格式
純數(shù)據(jù)文件就是指文件中不包含地址和校驗信息等，只包含純粹的用戶數(shù)據(jù)。純數(shù)據(jù)文件主要包括兩種：BIN格式和HEX格式。BIN格式即二進制的文件，使用時每8位作為一個字節(jié)來用，傳輸BIN文件時并不進行ASCII編碼。BIN文件格式是沒有結束標記的。顯然，BIN文件格式是除了一些壓縮格式(如ZIP和RAR)之外最節(jié)省空間的格式，它主要是用來編程存儲器器件的，通常會建議將EPROM數(shù)據(jù)存儲為BIN格式以作為標準文件格式來下載。HEX格式相比BIN格式的區(qū)別就是，每個字節(jié)都轉成了2個0～9和A～F之間值的ASCII碼。整個文件是分行表示的，每行一般是16或32個字節(jié)，行以空格加回車表示結束。
1．2 記錄類文件格式
記錄類文件中所有的數(shù)據(jù)行都叫做記錄，每一條記錄一般都分為多個域來清晰地說明記錄的類型、記錄中數(shù)據(jù)的數(shù)量、數(shù)據(jù)的存儲地址、數(shù)據(jù)校驗信息等。而且，記錄類文件一般都有關于該文件開始和結束的標記信息。各種記錄類文件格式的差異就體現(xiàn)在不同公司定義的記錄標記以及一些域格式和順序的差別上。記錄類文件常見的就是各種MCU的燒錄文件。
1．2．1 Intel HEX文件格式(．HEX)
Intel HEX是一種較老的文件格式。它是用ASCII字符來表示文件中數(shù)據(jù)域的二進制數(shù)據(jù)。文件中每一行是一條HEX記錄，由一個回車和一個換行結束。IntelHEX文件經(jīng)常被用于將程序或數(shù)據(jù)傳輸存儲到ROM、EPROM，大多數(shù)編程器和模擬器使用Intel HEX文件。
記錄格式如下：
：BBAAAATTHHHH…HHHCC
：——記錄開始標記。
BB——長度域，占一個字節(jié)。代表這條記錄中數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，每條記錄最大數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)是255字節(jié)，通常為32字節(jié)。長度域只計數(shù)數(shù)據(jù)域的大小。
AAAA——地址域，占兩個字節(jié)，存儲方式是MSB。地址域指出這條記錄的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的地址，隨后地址逐一增加以存儲下面的數(shù)據(jù)。整個文件中各記錄的地址順序是不重要的，文件中有時也會有一段空的地址。
TT——類型域，1字節(jié)。表示該條記錄的類型。
HH——數(shù)據(jù)域，長度受到記錄類型的限制。數(shù)據(jù)記錄以字節(jié)為單位。
CC——校驗和，占一個字節(jié)。計算方法是將本記錄中除了冒號和校驗字節(jié)之外的所有字節(jié)加起來，將模除256得到的余數(shù)取補碼。
Intel HEX文件格式的6種記錄說明如表1所列。