dsPIC33F單片機(jī)的程序升級(jí)探討

2 引導(dǎo)程序的實(shí)現(xiàn)

　　2.1 程序流程

　　進(jìn)入引導(dǎo)程序后，程序的執(zhí)行流程如下：

　　(1)初始化電路板，包括單片機(jī)的工作頻率、外圍接口等，尤其要注意啟用單片機(jī)的“備用中斷向量表”。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/dsPIC33F">dsPIC33F單片機(jī)復(fù)位后默認(rèn)啟用“中斷向量表”，而由基本原理的說明可看出，引導(dǎo)程序必須采用“備用中斷向量表”。

　　(2)判斷程序走向，通過程序升級(jí)標(biāo)志判斷是跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序，還是執(zhí)行程序升級(jí)流程。

　　(3)若程序升級(jí)標(biāo)志為“正常運(yùn)行”，則調(diào)用GOTO指令跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序。

　　(4)若程序升級(jí)標(biāo)志為“程序升級(jí)”，則執(zhí)行程序升級(jí)流程，這是引導(dǎo)程序的重點(diǎn)。

　　程序升級(jí)按“塊”更新，每“塊”包含1 024個(gè)存儲(chǔ)單元(以字為單位)，即每幀數(shù)據(jù)需包含2 048個(gè)字節(jié)的程序代碼。在更新程序時(shí)并不是簡(jiǎn)單地用接收到的新程序代碼覆蓋舊程序，對(duì)于一些特殊幀需特殊處理，通過對(duì)比應(yīng)用程序編譯后的程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與實(shí)際應(yīng)用中的程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)可以很好地理解這點(diǎn)。圖2(a)所示為實(shí)際應(yīng)用中的程序存儲(chǔ)器內(nèi)部結(jié)構(gòu);(b)為應(yīng)用程序編譯后的程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。通過對(duì)比這兩張圖可以看出，“GOTO指令”、“備用中斷向量表”、“引導(dǎo)程序”這些區(qū)間的程序不能直接覆蓋，若“GOTO指令”被覆蓋，則程序升級(jí)后程序直接跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序，不會(huì)執(zhí)行引導(dǎo)程序;若“備用中斷向量表”被覆蓋，則引導(dǎo)程序中的中斷服務(wù)程序無法執(zhí)行;若“引導(dǎo)程序”區(qū)間的內(nèi)容被覆蓋，則引導(dǎo)程序被清空，顯然會(huì)帶來災(zāi)難性的后果。因此對(duì)于第1幀數(shù)據(jù)需特別處理，該幀數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)程序存儲(chǔ)器第1塊(地址為0～0x3FF)的內(nèi)容，包含“GOTO指令”、“復(fù)位地址”、“中斷向量表”和“備用中斷向量表”的內(nèi)容，為了保證"GOTO指令”和“備用中斷向量表”的內(nèi)容不被修改，需要先讀出原“GOTO指令”和“備用中斷向量表”的內(nèi)容，替代接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中對(duì)應(yīng)位置的內(nèi)容，然后寫入程序存儲(chǔ)區(qū)的第1塊;對(duì)于第2幀到第50幀(0xe800/0x400)，這些是引導(dǎo)程序的內(nèi)容，顯然不能做任何修改，因此這幾幀數(shù)據(jù)接收后直接丟棄;從第51幀到最后一幀，這是應(yīng)用程序的內(nèi)容，也是真正要升級(jí)的內(nèi)容，所以可直接覆蓋舊內(nèi)容。程序升級(jí)后，將程序更新標(biāo)志恢復(fù)為“正常運(yùn)行”狀態(tài)，然后復(fù)位CPU，則經(jīng)引導(dǎo)程序又進(jìn)入了新的應(yīng)用程序，從而實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序的升級(jí)。

　　基于以上說明可得引導(dǎo)程序的詳細(xì)流程如圖3所示。

　　2.2 關(guān)鍵細(xì)節(jié)的實(shí)現(xiàn)

　　(1)啟用“備用中斷向量表”。設(shè)置INTCON2寄存器中ALTIVT控制位的值，其值設(shè)置為“1”則啟用“備用中斷向量表”;設(shè)置為“0”則啟用“中斷向量表”。

　　(2)程序首址的設(shè)置。在以上流程的說明中談到引導(dǎo)程序的首址為0x400，而應(yīng)用程序的首址為0xc800，則設(shè)置程序的首址可通過修改鏈接描述文件(.gld文件)實(shí)現(xiàn)。以dsPIC33FJ256GP710單片機(jī)為例，將引導(dǎo)程序首址改為0x400，其實(shí)現(xiàn)步驟為：打開p33FJ256GP710.gld文件，將其中的“program(xr)：ORIGIN=0x200，LENGTH=0x2AA00”改為“pro-gram(xr) ：ORIGIN=0x400，LENGTH=0x2A900”;將“_ _CODE_ BASE=0x200”改為“_ _CODE_BASE=0x400”。應(yīng)用程序首址的修改也采用相同方法。

　　(3)讀/寫程序存儲(chǔ)器。在參考文獻(xiàn)中有很完整的原理說明，也有完整的源代碼，可直接使用。

　　(4)軟件復(fù)位CPU。在應(yīng)用程序運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)需升級(jí)程序或在引導(dǎo)程序中升級(jí)程序完畢時(shí)，均需對(duì)CPU進(jìn)行軟件復(fù)位，這可通過dsPIC33F單片機(jī)提供的“reset”指令實(shí)現(xiàn)，可在程序相應(yīng)位置執(zhí)行“reset”指令即可。