基于IAP和KeilMDK遠程升級設(shè)計

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1、基于IAP和KeilMDK的遠程升級設(shè)計寫在前面：三個周之前，我突然想寫一個遠程升級的程序。那個時候我只是大概知道IAP的意思是在應(yīng)用編程，但怎么編，我還一無所知。我給自己定下一個個階段目標，從最基礎(chǔ)的代碼一點點寫起，解決一個又一個的問題。三個周之后，我用自己設(shè)計的方法實驗了50多次，無一例升級失敗。三個周來，遇到了很多的不解、困惑，甚至是想放棄，但我現(xiàn)在想說的是：很多未知的困難會擋在我們面前，我們會感覺毫無頭緒甚至覺得毫無出路忍不住要放棄，但多堅持一下，那些困難不但能煙消云散還能帶給我們進步。本設(shè)計是基于LPC2114和KeilMDK（V4.10），但所有支持IAP的處理器都可借鑒

2、本方案，重要的是思想，而不是用什么。0引言在應(yīng)用編程(IAP)技術(shù)為系統(tǒng)在線升級和遠程升級提供了良好的解決方案，也為數(shù)據(jù)存儲和現(xiàn)場固件的升級都帶來了極大的靈活性。通?？衫眯酒拇锌诮拥接嬎銠C的RS232口、通過現(xiàn)有的Internet或、無線網(wǎng)絡(luò)或者其他通信方式很方便地實現(xiàn)在線以及遠程升級和維護。本文以NXP的LPC2114ARM微處理器為平臺，以KeilMDK為開發(fā)工具，闡述IAP的原理、Flash的劃分、分散加載機制、中斷重映射以及在線升級的實現(xiàn)方案及其優(yōu)化。本方案使用多種校驗技術(shù)，最大限度的保障傳輸數(shù)據(jù)的正確性；使用bootloader機制，即使因意外事件（斷電，編程Flas

3、h失敗等）造成升級失敗后，程序也能返回到升級前的狀態(tài)。1LPC2114的Flash規(guī)劃1.1扇區(qū)描述LPC2114共有128KB片內(nèi)Flash，共分為16個扇區(qū)，分別為0扇區(qū)～15扇區(qū)，每個扇區(qū)為8KB存儲空間。其中第15扇區(qū)出廠時被固化為BootBlock區(qū)，控制復位后的初始化操作，并提供實現(xiàn)Flash編程的方法。所以用戶可用的Flash空間只有120KB。IAP程序固化于BootBlock中，IAP操作是以扇區(qū)為單位，并占用片內(nèi)RAM的高32字節(jié)。下表列出LPC2114器件所包含的扇區(qū)數(shù)和存儲器地址.表1.1LPC2114Flash器件中的扇區(qū)1.2Flash的扇區(qū)劃分本設(shè)計將F

4、lash劃分為四個區(qū)，扇區(qū)0存放跳轉(zhuǎn)程序和升級引導程序（Bootloader）。分站上電后執(zhí)行跳轉(zhuǎn)程序，跳轉(zhuǎn)到用戶程序處。用戶程序運行過程中，如果接收到升級指令，會從用戶程序跳轉(zhuǎn)到引導程序區(qū)（Bootloader），接收新程序數(shù)據(jù)包，完成Flash編程并跳轉(zhuǎn)到新程序區(qū)執(zhí)行程序。扇區(qū)1～扇區(qū)7為程序存儲低區(qū)；扇區(qū)8～扇區(qū)13為程序存儲高區(qū)；扇區(qū)14存放當前程序運行區(qū)域標志，如果當前程序運行在高區(qū)，該標志區(qū)的最低四個字節(jié)為0x00010000，如果當前程序運行在低區(qū)，該標志區(qū)的最低四個字節(jié)為0x00008000。2IAP的原理與軟件設(shè)計2.1IAP的原理IAP函數(shù)是固化在微處理器內(nèi)部fl

5、ash上的一些函數(shù)代碼，最終的用戶程序可以直接通過調(diào)用這些函數(shù)來對內(nèi)部flash進行擦除和編程操作。LPC2114微處理器的內(nèi)部flash有一個塊稱為BootBlock，位于flash的頂端，可供調(diào)用的IAP函數(shù)就位于該塊中。上電后BootBlock被映射到內(nèi)部地址空間的頂端，同樣IAP函數(shù)人口地址也被映射到地址0x7ffffff0處。用戶可通過跳轉(zhuǎn)到該地址來調(diào)用相應(yīng)的lAP函數(shù)。2.2IAP命令對于在應(yīng)用編程來說，應(yīng)當通過寄存器r0中的字指針指向存儲器(RAM)包含的命令代碼和參數(shù)來調(diào)用IAP程序。IAP命令的結(jié)果返回到寄存器r1所指向的返回表。用戶可通過傳遞寄存器r0和r1中的相

6、同指針重用命令表來得到結(jié)果。參數(shù)表應(yīng)當大到足夠保存所有的結(jié)果以防結(jié)果的數(shù)目大于參數(shù)的數(shù)目。參數(shù)傳遞見圖2-1。參數(shù)和結(jié)果的數(shù)目根據(jù)IAP命令而有所不同。參數(shù)的最大數(shù)目為5，由“將RAM內(nèi)容復制到Flash”命令傳遞。結(jié)果的最大數(shù)目為2，由“扇區(qū)查空”命令返回。命令處理程序在接收到一個未定義的命令時發(fā)送狀態(tài)代碼INVALID_COMMAND。IAP程序是thumb代碼，位于地址0x7FFFFFF0。圖2-1IAP的參數(shù)傳遞表2-1描述了IAP的命令。表2-1IAP命令匯總IAP命令命令代碼描述準備編程扇區(qū)50該命令必須在執(zhí)行“將RAM內(nèi)容復制到Flash”或“擦除扇區(qū)”命令之前執(zhí)行。這

7、兩個命令的成功執(zhí)行會導致相關(guān)的扇區(qū)再次被保護。該命令不能用于boot扇區(qū)。要準備單個扇區(qū)，可將起始和結(jié)束扇區(qū)號設(shè)置為相同值。將RAM內(nèi)容復制到Flash51該命令用于編程Flash存儲器。受影響的扇區(qū)應(yīng)當先通過調(diào)用“準備寫操作的扇區(qū)”命令準備。當成功執(zhí)行復制命令后，扇區(qū)將自動受到保護。該命令不能寫boot扇區(qū)。擦除扇區(qū)52該命令用于擦除片內(nèi)Flash存儲器的一個或多個扇區(qū)。boot扇區(qū)不能由該命令擦除。要擦除單個扇區(qū)可將起始和結(jié)束扇區(qū)號設(shè)定為相同值。扇區(qū)查