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基于MC68332平台的ISP设计方案

发布时间:2020-07-21 17:55:12 阅读: 来源:水空调厂家

由于同一片Flash作业程序存储器的系统无法直接实现在系统编程(ISP)。为了方便现场调试和程序升级,可以采用集成ISP功能较新的MCU(如AVR、部分ARM芯片等),或者采用双Flash设计等方法实现ISP功能。但有不少系统仍然使用不具备直接ISP功能的MCU(如M68K、N80C196等),由于印制版面积、成本等原因的考虑也没有采用双Flash芯片,此类系统在程序升级时通常需要如编程器、仿真器等特定工具,在现场应用时不很方便。为解决这些系统的ISP问题,本文以MC68332平台为例提出了一种通用的ISP方案。

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1 方法分析

对于使用M68K这类不具备ISP功能的MCU系统,进行ISP设计必须满足以下几个条件:

(1)程序空间和数据空间统一编址,程序可以在RAM中运行;

(2)Flash芯片正确连接了写信号;

(3)拥有能放下update程序并让其正常工作的额外程序/数据空间;

(4)具备某种通信能力(如以太网、串口、CAN、MODEM等);

满足了这四个条件,就可以按照本文的方法进行ISP设计。针对自编程过程中文件出错、断电等特殊情况的容错程度不同,可以有如下两种方案。

1.1 方案1——自编程过程是安全可靠的,不会出现异常情况

这种情况相对简单一些,整个程序可以分为两个独立的部分完成,一是升级程序(称为update程序),它通过通信接口从主机接收程序数据到RAM空间,并对数据进行CRC校验以保证数据的正确性,在校验正确后将数据写到程序存储器的指定地址空间。如果RAM空间较小,可以接收一页、校验一页、写入一页,分次完成。由于程序存储器写操作过程必须连续,不能被打断,所以update程序必须在链接时指定在RAM地址空间运行。

另一部分是正常的程序(称为normal程序),这是正常编译的在程序存储器空间运行的程序,除了正常的工作之外它还需判断(通过通信命令或者查询一个输入状态等)是否应该转到升级模式,如果是,则将update程序复制到指定的RAM空间并转去执行update程序。

程序完成需要将update和normal通过编程通过编程工具分别固公到程序存储器上的指定地址(注意:在固化第二个程序时不可损坏第一个程序内容),也可将两个文件合并,一次固化到程序存储器,update程序作为normal程序的数据信息而存在,如图1所示。这样正常运行时程序运行在normal部分,update程序得不到运行;在升级模式时normal程序把程序存储器中的update部分复制到其运行空间(RAM)并执行。如果在自编程过程中出现灾难性故障,那么程序存储器旧的normal程序已经擦除而新的normal程序还未写入或者未完全写入,这都将导致程序存储器中的程序数据不再完整,此时必须用专用工具写normal程序,才能让系统可再次自编程。

1.2 方案——考虑自编程过程中的异常状况,做到做障保护

这种情况下需要把整个工作分为三部分完成,第一是引导程序(称为BOOT程序);第二是升级程序(update程序);第三是正常程序(normal程序)。BOOT程序负责控制程序的运行模式:升级模式、正常模式。如果进入升级模式,BOOT程序需要将update程序复制到指定的运行空间,并转入执行update程序;如果进入正常模式,BOOT需要做的工作就十分简单,可以直接把控制权交给正常程序。为了使各个程序可以单独调试,不要依赖其它程序来初始化硬件。Update程序所要完成的功能与方案1中的相同,此时要注意update在自编程时不能破坏BOOT程序。此时normal程序不再负有复制update程序到指定运行空间的任务,完全按照正常的模式运行。

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