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基于IAP的ARM7程序在线更新设计

作者:时间:2009-12-16来源:网络收藏

ARM处理器是一种高性能、低成本、低功耗的RISC微处理器,是目前最为流行的微处理器之一。作为ARM微处理器系列中的一员,广泛应用于工业控制、网络应用、消费电子和安全产品等。实际应用中往往需要对产品的进行升级以提升性能或消除缺陷,如何对已经投入使用的产品进行方便可靠的升级,是产品初期必须考虑的问题。尽管目前绝大多数Flash结构的芯片具备ISP功能,但是这需要特定的烧写软件支持和专业人员操作。烧写软件由芯片厂商提供,不便于集成到产品的主机端软件中。在产品软件功能中添加简单易用的升级功能十分必要,文中以NXP公司的芯片LPC2132为例,为具有功能的ARM7芯片提出一个稳定的升级方案。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/152227.htm


1 功能介绍
在应用编程(In-Application Programming)是应用在Flash程序存储器的一种编程模式。它可以在应用程序正常运行的情况下,通过调用特定的IAP程序对另外一段程序Flash空间进行读/写操作,甚至可以控制对某段、某页甚至某个字节的读/写操作,这为数据存储和固件的现场升级带来了更大的灵活性。LPC2132的IAP程序位于芯片的BootBlock中,芯片出厂时由厂家写入,不可修改。IAP程序是Thumb代码,位于地址0x7FFFFFFO(重映射后地址)处。IAP功能函数可以通过如下代码方便的调用。
void(*IAP)(unsigned int parameter[], un-signed int result[]);//定义函数指针变量IAP,//IAP指向的函数的参数为两个unsinged int数组
IAP=(void(*)())0x7fff_fff1//设置函数指针,因为是Thumb代码,地址最低位设定为1
unsigned int parameter_in;//通过设定parame-ter_in各成员的值,实现各种IAP功能
usingned int result_out;
(*IAP)(parameter_in,result_out);//调用特定功能的函数,执行结果存入result_out中
//IAP的命令码、状态码和命令。


2 程序流程
LPC2132有64 kB的Flash存储器,16 kB的RAM。Flash分为8个扇区,每个扇区4 kB空间,整个Flash存储器占用的地址空间为0x0000_0000-0x0000_ffff。为了实现用户程序运行过程中的程序,可以一段特定的驻留代码,专门用于接收来自主机新的代码,将其烧写到相应的Flash空间,完成后跳转到新的代码去执行新的程序,用户程序接收到来自主机的命令后跳转到这段驻留代码。驻留代码通过串口接收命令,调用IAP函数烧写Flash,代码比较少,编译生成的映像文件4 kB,通过JTAG口将这段代码烧写到第一个4 kB扇区,每次系统上电或重启后先执行驻留代码,其运行流程为:
(1)初始化串口,查询接受缓冲区,检测是否受到主机发来的4 bit数据包0x55 0xaa 0xff 0xff,其中前2 bit 0x55 0xaa为命令头;第3 bit 0xff为命令,表示需要更新;第4 bit为命令和校验。整个查询过程持续100 ms,如果在100 ms内没有收到此命令包,跳到应用程序入口执行旧程序,如收到该命令包,返回0xff,通知主机收到命令,执行下一步;
(2)接受主机发来的数据包,其格式如表1所示。

将接收到的4 kB数据存入SRAM,接收的同时计算数据载荷的8位校验和,对比校验和,如果校验和不对,给主机返回0x00表示接收不成功,主机会将当前包重发一遍;如果正确通过调用擦除IAP函数擦除当前需要写入的扇区,再调用写入IAP函数将RAM中的4 kB数据一次写入对应的扇区(通过配置上面提到的IAP函数参数parameter_in实现擦除和写入功能),给主机返回0xff,表示操作成功;

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