LPC2214的IAP實現(xiàn)方案
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2 硬件實現(xiàn)方案
本產(chǎn)品為電力負荷用電管理終端，用來實現(xiàn)對廠礦、企業(yè)、機關(guān)等電力用戶的用電監(jiān)測和控制，提高用電質(zhì)量。終端產(chǎn)品通過GPRS／CDMA無線通信接口完成與電力局遠方調(diào)度主站的信息交互。由于終端產(chǎn)品分散分布在一個區(qū)域的各個位置，調(diào)度主站必須通過GPRS／CDMA方式實現(xiàn)對終端產(chǎn)品應用程序的在線升級，因此產(chǎn)品在線升級的可靠性會對電力用戶造成很大的影響。終端產(chǎn)品采用圖1所示的硬件方案?？紤]到LPC2214片內(nèi)Flash的特點，應用程序固化在內(nèi)部Flash中并在其中執(zhí)行。LPC2214通過數(shù)據(jù)線、地址線與RAM、外部Flash、LCD、擴展串口芯片連接，通過串行總線與A／D轉(zhuǎn)換器通信。LPC2214本身提供的2路UART接口可以分別實現(xiàn)本地維護接口和GPRS／CDMA無線網(wǎng)絡接口，擴展串口芯片可以擴展出2路UART，實現(xiàn)本地紅外維護和RS485方式的抄表功能。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/152280.htm
為了確保應用程序的在線更新，片外RAM和Flash除了滿足應用程序的正常使用外，還必須滿足應用程序更新時臨時備份代碼的需求。
3 應用程序IAP實現(xiàn)方案
如圖2所示，需要更新的應用程序代碼通過GPRS／CDMA無線網(wǎng)絡接口或本地維護接口下載到RAM的程序代碼緩存區(qū)中。經(jīng)過校驗檢查正確后，導入到外部Flash的應用程序代碼區(qū)。導入成功后，設置相關(guān)標志，再通過LPC2214的IAP接口功能函數(shù)，將應用程序代碼保存到CPU內(nèi)部Flash中。
由于應用程序運行在CPU內(nèi)部的高速Flash上，因此產(chǎn)品正常運行過程中無法完成內(nèi)部Flash中代碼的更新。為了解決上述問題，采用“應用boot：”的方式加以實現(xiàn)。將內(nèi)部Flash分為2個區(qū)域：應用boot和應用程序代碼區(qū)。應用boot為一個簡單的應用程序，實現(xiàn)從外部Flash導入應用程序代碼以及向應用程序代碼區(qū)入口跳轉(zhuǎn)的功能。應用boot存放在CPU內(nèi)部Flash的開始部分，一旦寫入后不再修改。產(chǎn)品上電或復位后，CPU的PC指針首先指向應用boot的入口，應用boot開始執(zhí)行。一旦檢測到外部Flash中有完整的用戶代碼需要更新，則通過LPC2214的IAP接口將應用程序代碼導入到內(nèi)部Flash的應用程序代碼區(qū)，并跳轉(zhuǎn)到應用程序代碼的入口處執(zhí)行新的應用程序；如果沒有應用程序需要更新，boot程序會直接跳轉(zhuǎn)到當前應用程序代碼的入口處執(zhí)行。
在整個應用程序在線升級過程中，應用程序代碼正常寫入片外Flash之前都不影響產(chǎn)品的正常運行。正確寫入片外Flash后，應用程序自動復位，然后啟動應用boot，通過應用boot將新的應用程序?qū)懭雰?nèi)部Flash。經(jīng)測試，該過程可以在10 s內(nèi)完成，完全滿足用戶的使用要求。
4 應用boot設計
應用boot是應用代碼更新的關(guān)鍵，它不但解決了在線升級的問題，而且提供了一種異常防護機制。即使在內(nèi)部Flash的應用程序代碼區(qū)寫入失敗的情況下，由于boot可以正常運行，仍然可以通過boot程序的功能重新更新應用程序。boot程序基本功能包括：內(nèi)部Flash更新、向應用程序跳轉(zhuǎn)以及本地下載更新應用程序。為保證該軟件的可靠性，同時考慮硬件配置情況，采用μC／OS-II嵌入式操作系統(tǒng)。通過對該操作系統(tǒng)的合理裁剪和軟件優(yōu)化，可以將boot程序代碼控制在12 KB以內(nèi)，從而為應用程序代碼提供了足夠的片內(nèi)Flash存儲空間。
當boot程序從內(nèi)部Flash中讀取指令執(zhí)行時，不能擦除該Flash。為解決該問題，boot程序執(zhí)行時首先將boot程序代碼復制到RAM中，然后跳轉(zhuǎn)到RAM中執(zhí)行，這樣就可以對內(nèi)部Flash的應用程序代碼區(qū)進行修改操作。boot程序的啟動部分非常重要，會直接影響整個系統(tǒng)的運行情況。啟動代碼首先初始化CPU總線控制器；然后初始化RAM和外部Flash片選，將boot程序代碼復制到RAM中并在RAM中執(zhí)行；最后初始化堆棧和基本系統(tǒng)后進入主程序入口。
boot程序的IAP實現(xiàn)，主要包括兩個接口函數(shù)：CPU內(nèi)部Flash扇區(qū)的擦除和寫入。對于擦除操作，按照IAP提供的操作方式即可實現(xiàn)，注意發(fā)送完擦除指令后需要一段時間的延時，并借助指令檢查擦除是否成功。對于寫入操作，需要根據(jù)IAP操作的相關(guān)要求，將數(shù)據(jù)首先復制到CPU的內(nèi)部RAM中；然后通過相應的IAP寫入命令將其寫入到內(nèi)部Flash中；寫入操作完成后，需要進行一定的延時并檢查寫入是否成功。為了保證上述操作過程的完整性，對于μC／OS-II操作系統(tǒng)，需要借助OS_ENTER_CRITICAL函數(shù)進行必要的保護。
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