基于PIC18單片機的新穎Bootloader設計

圖1 主程序流程

圖2 更新系統(tǒng)映象系統(tǒng)流程

　　1.4 PC端操作界面的設計

　　PC端操作界面主要用來實現(xiàn)以下幾個功能：

　?、俅趨?shù)設置。設置串口通道號、數(shù)據(jù)位數(shù)、波特率等參數(shù)。

　?、谟脩舻卿?。輸入用戶名、密碼，與下位機進行驗證。

　?、圻x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，如有錯誤重新選擇。

　　④提示用戶系統(tǒng)更新完成（或失?。?。顯示系統(tǒng)更新進度，提示用戶系統(tǒng)更新結(jié)果。

　　2 設計中的幾項關鍵技術及注意事項

　?、偃绻淮涡詫EX文件中全部數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給目標芯片，則在通信過程中發(fā)生一字節(jié)的錯誤傳輸，就將導致全部數(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系，否則將導致接收數(shù)據(jù)的丟失。為加強通信的可靠性與串口速率的可變性，本文所設計的Bootloader采用半雙工的通信模式與上位機進行通信：以HEX文件的一行作為一幀數(shù)據(jù)，每幀數(shù)據(jù)校驗結(jié)束后向上位機發(fā)送回復數(shù)據(jù)，上位機根據(jù)回復數(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；并且在進行升級之前與上位機通信進行用戶名和密碼的核對，以確保當前的升級操作不是誤操作。

　?、趯IC18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，在對程序存儲器進行寫操作時，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。本文所設計的Bootloader程序采用一個環(huán)形Buffer的結(jié)構體來實現(xiàn)這一操作：

　　③芯片的默認中斷向量的起始是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)容進行判斷。如果小于用戶程序起始地址，則需要向上位機回復“寫地址錯誤”，并丟棄當前數(shù)據(jù)幀。

　　3.結(jié)語

　　實驗證明，本文設計的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)復位機制即可實現(xiàn)在線升級，為PC端操作界面添加網(wǎng)絡下載模塊即可實現(xiàn)遠程控制系統(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。

參考文獻:

[1].Microchipdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/Microchip_1097736.html.