基于MC68332平臺(tái)的ISP設(shè)計(jì)方案

由于同一片F(xiàn)lash作業(yè)程序存儲(chǔ)器的系統(tǒng)無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程(ISP)。為了方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和程序升級(jí)，可以采用集成ISP功能較新的MCU(如AVR、部分ARM芯片等)，或者采用雙Flash設(shè)計(jì)等方法實(shí)現(xiàn)ISP功能。但有不少系統(tǒng)仍然使用不具備直接ISP功能的MCU(如M68K、N80C196等)，由于印制版面積、成本等原因的考慮也沒(méi)有采用雙Flash芯片，此類(lèi)系統(tǒng)在程序升級(jí)時(shí)通常需要如編程器、仿真器等特定工具，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)不很方便。為解決這些系統(tǒng)的ISP問(wèn)題，本文以MC68332平臺(tái)為例提出了一種通用的ISP方案。

　　1 方法分析

　　對(duì)于使用M68K這類(lèi)不具備ISP功能的MCU系統(tǒng)，進(jìn)行ISP設(shè)計(jì)必須滿足以下幾個(gè)條件：

　　(1)程序空間和數(shù)據(jù)空間統(tǒng)一編址，程序可以在RAM中運(yùn)行;

　　(2)Flash芯片正確連接了寫(xiě)信號(hào);

　　(3)擁有能放下update程序并讓其正常工作的額外程序/數(shù)據(jù)空間;

　　(4)具備某種通信能力(如以太網(wǎng)、串口、CAN、MODEM等);

　　滿足了這四個(gè)條件，就可以按照本文的方法進(jìn)行ISP設(shè)計(jì)。針對(duì)自編程過(guò)程中文件出錯(cuò)、斷電等特殊情況的容錯(cuò)程度不同，可以有如下兩種方案。

　　1.1 方案1——自編程過(guò)程是安全可靠的，不會(huì)出現(xiàn)異常情況

　　這種情況相對(duì)簡(jiǎn)單一些，整個(gè)程序可以分為兩個(gè)獨(dú)立的部分完成，一是升級(jí)程序(稱為update程序)，它通過(guò)通信接口從主機(jī)接收程序數(shù)據(jù)到RAM空間，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)以保證數(shù)據(jù)的正確性，在校驗(yàn)正確后將數(shù)據(jù)寫(xiě)到程序存儲(chǔ)器的指定地址空間。如果RAM空間較小，可以接收一頁(yè)、校驗(yàn)一頁(yè)、寫(xiě)入一頁(yè)，分次完成。由于程序存儲(chǔ)器寫(xiě)操作過(guò)程必須連續(xù)，不能被打斷，所以u(píng)pdate程序必須在鏈接時(shí)指定在RAM地址空間運(yùn)行。

　　另一部分是正常的程序(稱為normal程序)，這是正常編譯的在程序存儲(chǔ)器空間運(yùn)行的程序，除了正常的工作之外它還需判斷(通過(guò)通信命令或者查詢一個(gè)輸入狀態(tài)等)是否應(yīng)該轉(zhuǎn)到升級(jí)模式，如果是，則將update程序復(fù)制到指定的RAM空間并轉(zhuǎn)去執(zhí)行update程序。

　　程序完成需要將update和normal通過(guò)編程通過(guò)編程工具分別固公到程序存儲(chǔ)器上的指定地址(注意：在固化第二個(gè)程序時(shí)不可損壞第一個(gè)程序內(nèi)容)，也可將兩個(gè)文件合并，一次固化到程序存儲(chǔ)器，update程序作為normal程序的數(shù)據(jù)信息而存在，如圖1所示。這樣正常運(yùn)行時(shí)程序運(yùn)行在normal部分，update程序得不到運(yùn)行;在升級(jí)模式時(shí)normal程序把程序存儲(chǔ)器中的update部分復(fù)制到其運(yùn)行空間(RAM)并執(zhí)行。如果在自編程過(guò)程中出現(xiàn)災(zāi)難性故障，那么程序存儲(chǔ)器舊的normal程序已經(jīng)擦除而新的normal程序還未寫(xiě)入或者未完全寫(xiě)入，這都將導(dǎo)致程序存儲(chǔ)器中的程序數(shù)據(jù)不再完整，此時(shí)必須用專用工具寫(xiě)normal程序，才能讓系統(tǒng)可再次自編程。

　　1.2 方案——考慮自編程過(guò)程中的異常狀況，做到做障保護(hù)

　　這種情況下需要把整個(gè)工作分為三部分完成，第一是引導(dǎo)程序(稱為BOOT程序);第二是升級(jí)程序(update程序);第三是正常程序(normal程序)。BOOT程序負(fù)責(zé)控制程序的運(yùn)行模式：升級(jí)模式、正常模式。如果進(jìn)入升級(jí)模式，BOOT程序需要將update程序復(fù)制到指定的運(yùn)行空間，并轉(zhuǎn)入執(zhí)行update程序;如果進(jìn)入正常模式，BOOT需要做的工作就十分簡(jiǎn)單，可以直接把控制權(quán)交給正常程序。為了使各個(gè)程序可以單獨(dú)調(diào)試，不要依賴其它程序來(lái)初始化硬件。Update程序所要完成的功能與方案1中的相同，此時(shí)要注意update在自編程時(shí)不能破壞BOOT程序。此時(shí)normal程序不再負(fù)有復(fù)制update程序到指定運(yùn)行空間的任務(wù)，完全按照正常的模式運(yùn)行。

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