PIC18單片機(jī)的一種新穎的Bootloader設(shè)計(jì)

1．4 PC端操作界面的設(shè)計(jì)
PC端操作界面主要用來實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：
①串口參數(shù)設(shè)置。設(shè)置串口通道號、數(shù)據(jù)位數(shù)、波特率等參數(shù)。
②用戶登錄。輸入用戶名、密碼，與下位機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證。
③選擇系統(tǒng)映像文件。選擇系統(tǒng)映像HEX文件，逐行讀入并通過串口發(fā)送給下位機(jī)，如有錯(cuò)誤重新選擇。
④提示用戶系統(tǒng)更新完成(或失敗)。顯示系統(tǒng)更新進(jìn)度，提示用戶系統(tǒng)更新結(jié)果。

2 設(shè)計(jì)中的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及注意事項(xiàng)
①如果一次性將HEX文件中全部數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給目標(biāo)芯片，則在通信過程中發(fā)生一字節(jié)的錯(cuò)誤傳輸，就將導(dǎo)致全部數(shù)據(jù)需要重新發(fā)送；并且還要考慮到芯片的寫Flash處理速度與串口速率的大小關(guān)系，否則將導(dǎo)致接收數(shù)據(jù)的丟失。為加強(qiáng)通信的可靠性與串口速率的可變性，本文所設(shè)計(jì)的Bootloader采用半雙工的通信模式與上位機(jī)進(jìn)行通信：以HEX文件的一行作為一幀數(shù)據(jù)，每幀數(shù)據(jù)校驗(yàn)結(jié)束后向上位機(jī)發(fā)送回復(fù)數(shù)據(jù)，上位機(jī)根據(jù)回復(fù)數(shù)據(jù)判斷發(fā)送數(shù)據(jù)幀的正誤來選擇重發(fā)或繼續(xù)發(fā)送下一幀；并且在進(jìn)行升級之前與上位機(jī)通信進(jìn)行用戶名和密碼的核對，以確保當(dāng)前的升級操作不是誤操作。
②對PIC18系列的程序存儲器的寫操作每次寫入8字節(jié)的塊，并且程序Flash單位寫入只能由1變?yōu)?。但是HEX文件的內(nèi)容并不是按照需要生成的，每幀的數(shù)據(jù)長度可以不同，相鄰幀的地址域的內(nèi)容也可以不同。為此，在對程序存儲器進(jìn)行寫操作時(shí)，需要根據(jù)地址域內(nèi)容將數(shù)據(jù)域內(nèi)容以8字節(jié)為單位合并成數(shù)據(jù)塊，不足8字節(jié)的要填充0xFF。本文所設(shè)計(jì)的Bootloader程序采用一個(gè)環(huán)形Buffer的結(jié)構(gòu)體來實(shí)現(xiàn)這一操作：

③芯片的默認(rèn)中斷向量的起始是0x08和0x18，這是不能改變的，要想改變中斷向量入口地址就要在這兩個(gè)地址位置添加跳轉(zhuǎn)指令，以跳轉(zhuǎn)到用戶程序的中斷向量入口地址。PIC18系列的程序存儲器的部分地址區(qū)域具有寫保護(hù)性，為防止此區(qū)域之外的Bootloader程序被擦除或改寫，需要對接收數(shù)據(jù)的地址域內(nèi)容進(jìn)行判斷。如果小于用戶程序起始地址，則需要向上位機(jī)回復(fù)“寫地址錯(cuò)誤”，并丟棄當(dāng)前數(shù)據(jù)幀。

結(jié)語
實(shí)驗(yàn)證明，本文設(shè)計(jì)的Bootloader功能穩(wěn)定，且控制方便，可根據(jù)用戶的需要靈活改變。譬如，在用戶程序中添加系統(tǒng)復(fù)位機(jī)制即可實(shí)現(xiàn)在線升級，為PC端操作界面添加網(wǎng)絡(luò)下載模塊即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)升級，這對于嵌入式產(chǎn)品的發(fā)布和軟件升級極其重要。