MSP43F149系列單片機(jī)的IAP功能設(shè)計(jì)

1、msp43f149系列單片機(jī)的iap功能設(shè)計(jì)ti公司的系列是具有很高有用性價(jià)值的產(chǎn)品，在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，特殊是它的超級(jí)低功耗特性，是目前全部其他單片機(jī)無法比擬的。iap(inapplication programming)是用戶自己的程序在運(yùn)行過程中對(duì)用戶flash的部分區(qū)域舉行燒寫，目的是為了在產(chǎn)品發(fā)布后可以便利地通過預(yù)留的通信口對(duì)產(chǎn)品中的固件程序舉行更新升級(jí)。要實(shí)現(xiàn)iap功能，通常需要在設(shè)計(jì)固件程序時(shí)編寫兩個(gè)項(xiàng)目代碼：第一個(gè)項(xiàng)目程序不執(zhí)行正常的功能操作，而只是通過某種通信管道(如、usart、一些無線設(shè)備)接收程序或數(shù)據(jù)(可執(zhí)行hex文件)，執(zhí)行對(duì)其次部分代碼的更新；其次個(gè)項(xiàng)目代碼

2、才是真正的功能代碼。這兩部分項(xiàng)目代碼同時(shí)燒錄在用戶flash中，當(dāng)芯片上電后，首先是第一個(gè)項(xiàng)目代碼開頭運(yùn)行，再去更新其次段代碼。按照iap的特性，以及msp430系列沒有自帶iap功能的特點(diǎn)，必需自行編寫iap程序來舉行片內(nèi)flash的燒寫，這樣才干達(dá)到升級(jí)的目的。以下將具體介紹如何舉行iap升級(jí)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體構(gòu)想是，通過無線的方式，將需要升級(jí)的二進(jìn)制文件挺直下載到相應(yīng)的地址空間，然后讓單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行iap升級(jí)。這里的重點(diǎn)是要編寫一個(gè)“螞蟻搬家”代碼，由于它不是在msp4 30f149片內(nèi)flahs區(qū)里運(yùn)行的，而是在設(shè)定的ram區(qū)運(yùn)行。ram空間有限，所以用匯編代碼編寫(推舉，也可以

3、用寫，然后再精簡(jiǎn)為匯編語言)，不能有堆棧的操作，代碼不能超過2 kb。1 硬件設(shè)計(jì)(1)系統(tǒng)主芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)首先容易介紹一下msp430f149的內(nèi)部存儲(chǔ)地址結(jié)構(gòu)圖，1所示，這樣有助于對(duì)它舉行iap的升級(jí)設(shè)計(jì)。由圖1可以看出，rom和ram同一個(gè)地址空間，尋址空間為64 kb，采納馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，用法一組地址數(shù)據(jù)，地址為0000hffffh，ram地址區(qū)域?yàn)?200h09ffh，代碼區(qū)rom為1000hffff。(2)外擴(kuò)的flash芯片結(jié)構(gòu)為了能夠?qū)⒁?jí)的文件(普通是iar編譯出來后，要經(jīng)過第三方軟件換為二進(jìn)制文件)先保存在一個(gè)地方，系統(tǒng)必需外擴(kuò)1片flash(固然也可是其他介質(zhì)

4、)。因?yàn)閙sp430f149系列單片機(jī)的spi接口有2個(gè)，因此挑選了具有spi接口的flash芯片，如sst25vf016(16 mb)等系列。該芯片為2736 v，剛好符合msp系列單片機(jī)低功耗電壓的要求，操作命令十分容易。外擴(kuò)flash硬件框圖2所示。按照保存數(shù)據(jù)的要求，可以設(shè)計(jì)為多片，使保存的空間更多。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)好存放升級(jí)文件的首地址和該文件的大小。在msp430f149系列中，該文件普通大小為64 kb。(3)存儲(chǔ)空間地址劃分為了能具體清楚的解釋，可以把hex文件保存在sst25vf016的開始地址上，即地址從0x0000000x010000即可。固然也可以按照項(xiàng)目要求，自定義

5、空間地址。2 通信傳輸對(duì)于如何將編譯好的可執(zhí)行文件(bin文件)從第三方下載到相應(yīng)的外擴(kuò)存儲(chǔ)空間里，這里主要推舉幾款無線遠(yuǎn)程升級(jí)計(jì)劃：無線gprs計(jì)劃，優(yōu)點(diǎn)是可以遠(yuǎn)程控制下載；缺點(diǎn)是gprs需要收費(fèi)，而且是一卡對(duì)應(yīng)一設(shè)備(在即將解決費(fèi)用問題的同時(shí)，這大概是將來進(jìn)展的趨勢(shì))。線計(jì)劃，現(xiàn)在無數(shù)的pda都帶有該功能，在該單片機(jī)的系統(tǒng)加接一個(gè)紅外模塊，并且在pda上寫個(gè)小軟件，就可以輕松地將升級(jí)文件下載到外擴(kuò)的flash指定的位置；缺點(diǎn)是需要人員到現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。技術(shù)計(jì)劃，這個(gè)技術(shù)和紅外線技術(shù)類似，優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸沒有方向性，速度較紅外線快得多。其他不一一介紹，希翼讀者能有更多的升級(jí)計(jì)劃。為了簡(jiǎn)要解釋，這里用

6、紅外線計(jì)劃作為下載升級(jí)軟件的媒體介質(zhì)，其他無線或者有線的媒體介質(zhì)，其原理都一樣，讀者可以按照自己的項(xiàng)目自行挑選。3 軟件設(shè)計(jì)首先假設(shè)已經(jīng)將要升級(jí)的文件下載到相應(yīng)的外擴(kuò)flash中了，對(duì)于囫圇iap程序的設(shè)計(jì)，分為兩個(gè)部分：第一，先編寫“螞蟻搬家”程序，即一字節(jié)一字節(jié)地從相應(yīng)的外擴(kuò)flash地址(事先已經(jīng)定義好了)中搬移到片內(nèi)flash中(從0x1100開頭至0xffff)；其次，編寫引導(dǎo)程序(copy程序)，將“螞蟻搬家”程序拷貝到相應(yīng)的ram空間(0x0200)中，并將pc指向0x0200。系統(tǒng)升級(jí)程序流程3所示。注重：從片外的flash拷貝到片內(nèi)flash中時(shí)，一定要將60 kb所有拷貝完

7、畢，否則系統(tǒng)將為不正常。最后要開啟，復(fù)位，即pc從0x0000開頭?！拔浵伆峒摇背绦蛄鞒?所示。圖4中必需注重：必需先固定該程序的入口地址，這樣引導(dǎo)程序才干將之拷貝到ram中，大小要控制在2 kb之內(nèi)。該程序比較小，普通不超過2 kb 。必需將flash狀態(tài)鎖住，這樣在寫的時(shí)候不簡(jiǎn)單出錯(cuò)。在讀取60 kb數(shù)據(jù)后，打開看門狗。iap升級(jí)系統(tǒng)是按照看門狗不喂狗來自動(dòng)復(fù)位重啟系統(tǒng)的。用戶只要按照上面的流程舉行編程，就很簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)iap升級(jí)(這里是重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn))。引導(dǎo)程序流程5所示。圖5解釋：聲明一個(gè)入口函數(shù)，便于外部程序升級(jí)時(shí)調(diào)用。這個(gè)引導(dǎo)程序比較容易。因?yàn)樵谄瑑?nèi)執(zhí)行，所以用法匯編語言(mov命

8、令)很簡(jiǎn)單就可以把螞蟻搬家程序?qū)氲絩am中。因?yàn)閕ar編譯出來的終于文件為*a43文件，建議用法類似(hextobinexe)軟件將*a43文件轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制文件，就可挺直下載了。4 注重事項(xiàng)這段代碼必需在ram里運(yùn)行，所以臨時(shí)不用法sp來“ret”。也就是說，不行以用法call命令，也不行以用法壓棧處理(如push或者pop等命令)，所以這里將不行以開設(shè)堆棧區(qū)。通過某種無線手段執(zhí)行代碼(bin文件)，然后按照自定義無線協(xié)議，將該可執(zhí)行代碼下載并保存到片外的flash相應(yīng)地址空間，最后啟動(dòng)升級(jí)程序。最后通過啟動(dòng)看門狗并復(fù)位來啟動(dòng)系統(tǒng)。結(jié) 語通過長久的實(shí)踐證實(shí)，本計(jì)劃具有十分高的牢靠性。這里雖然只介紹了msp430系列產(chǎn)