在電子產品出廠前,可以通過離線燒錄器,燒錄夾具,或者用在線燒錄器通過預留的燒錄接口輕松將應用代碼下載到MCU中。但是,如果產品已售出或不在研發端,又要怎樣升級程序呢?今天,我們就來介紹通過IAP的在線升級方法。
先來理解兩個概念ISP和IAP:
1、ISP(In-System Programming)在系統可編程,指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼, 而不需要從電路板上取下器件,已經編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程;
2、IAP(In-Application Programming) 指MCU可以在系統中獲取新代碼并對自己重新編程,即可用程序來改變程序。
IAP編程的實現辦法
實現IAP功能,需要在設計產品的時候編寫兩個程序,第一部分程序是不執行正常的功能的,只是通過某種通信方式(如USB、Uart)接收固件或新的應用程序,執行對第二部分代碼的更新,我們稱之為Bootloader;第二部分代碼是用戶的應用代碼,實現產品的真正功能。第一部分代碼必須事先燒寫(通過燒錄器或仿真器)到單片機內,第二部分代碼可以通過燒錄器或仿真器燒錄,也可以使用第一部分的IAP功能燒錄。當芯片上電后,首先運行第一部分代碼,如果不需要更新,則跳轉到第二部分代碼執行;如果檢測到需要更新,則執行更新程序,更新完成后跳轉到第二部分代碼執行。以STM32為例,如下圖:
如上圖例子,Bootloader的起始地址存放在0x08000000(也是STM32芯片Flash的起始地址),程序由此執行后,跳轉至復位中斷入口向量地址,隨后跳轉到Bootloader的main函數入口, 當檢測到需要升級程序,執行更新第二部分應用程序代碼到地址為0x08000000 + N的Flash區域,更新完成后,跳轉至第二部分應用程序的復位中斷向量地址(0x08000004 + N +M), 隨后跳轉至第二部分應用程序的main函數,在main函數的運行過程中,如果CPU遇到一個中斷請求,PC指針強制跳轉至Bootloader的中斷向量表(上圖中0x08000004),而不是第二部分的中斷向量表,程序再根據我們設置的中斷向量表偏移量,跳轉到對應中斷源新的中斷服務程序中執行,執行完成后返回第二部分應用程序的main函數。
需要注意的地方是:第一部分程序(Bootloader)跳轉的地址和第二部分應用程序的起始地址必須要保持一致,相應的中斷向量表也要修改,否則程序無法正確運行。
總結
通過IAP在應用編程,在一些產品發布后可以方便地通過預留的通信口(如USB,串口,網絡端口或無線傳輸)對產品中的固件程序進行更新升級。在使用IAP功能之前,芯片必須先通過燒錄工具將實現IAP功能的Bootloader燒錄到單片機內。如果Bootloader程序被破壞,產品必須返廠才能重新燒寫程序,這是很麻煩并且非常耗費時間和金錢的。針對這樣的需求,STM32在對Flash區域實行讀保護的同時,自動地對用戶Flash區的開始4頁設置為寫保護,這樣可以有效地保證IAP程序區域不會被意外地破壞。
ZLG致遠電子的P800isp是一款多通道在線脫機燒錄器,用戶只需將產品的燒錄接口預留出來,使用P800isp即可輕松對程序進行一次燒錄、二次更新,即使產品Bootloader被破壞,也能輕松解決更新問題。
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原文標題:使用IAP在應用編程輕松更新固件
文章出處:【微信號:ZLG_zhiyuan,微信公眾號:ZLG致遠電子】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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