專利名稱：在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種軟件下載的裝置和方法，特別是一種應(yīng)用于通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置和方法。
背景技術(shù)：
因特網(wǎng)在某些場(chǎng)合下，尤其是在通信系統(tǒng)中，往往需要對(duì)其系統(tǒng)中的一些硬件設(shè)備(如中央處理器CPU)等的軟件進(jìn)行版本升級(jí)，以中央處理器CPU的軟件升級(jí)操作為例通常的技術(shù)是采用遠(yuǎn)程下載的方法來完成，具體來講，就是通過現(xiàn)有通信線下載對(duì)應(yīng)于該CPU的版本升級(jí)軟件，而同時(shí)在本地保留原始版本軟件，以備下載失敗時(shí)，仍可恢復(fù)或重新啟用原有版本的CPU軟件，從而避免由于遠(yuǎn)程下載失誤或中斷等諸多原因而造成的系統(tǒng)癱瘓，就以上情況而言，為完成上述的操作，基本上需采用成本較高的硬件設(shè)備才可完成，不僅存在成本增加、采購(gòu)困難的問題，而且存在互換性差、操作技術(shù)難掌握等缺點(diǎn)。
綜上所述，如何克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，使硬件設(shè)備的升級(jí)操作(代理人接受此建議建議改為硬件設(shè)備)能夠以更低成本、更便捷的操作方式完成，實(shí)為通信系統(tǒng)中有關(guān)硬件設(shè)備的軟件升級(jí)技術(shù)領(lǐng)域中急待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置及其方法，其主要目的在于能夠提供一種可以利用單片機(jī)對(duì)通信系統(tǒng)中的硬件設(shè)備的升級(jí)實(shí)現(xiàn)軟件遠(yuǎn)程下載的裝置及其方法，并且能夠提供待升級(jí)硬件設(shè)備的本地程序的原始備份功能，從而降低操作成本，保證操作的安全性，使單片機(jī)在通信系統(tǒng)中得到更加廣泛的應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置，它至少包括一單片機(jī)、一隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、一閃存FLASH以及相應(yīng)的外接邏輯電路，其中所述單片機(jī)的P2、P0口分別與所述RAM的高、低八位地址線以及所述閃存FLASH的高、低八位地址線相連接，所述單片機(jī)的/WE端與所述RAM的寫信號(hào)選通端/WE相連接，所述單片機(jī)的/Rd信號(hào)和/PSEN信號(hào)相“與”后的結(jié)果分別輸出到所述RAM和所述閃存FLASH的讀選通端/OE，所述單片機(jī)的P1.1口與所述閃存FLASH的A16端相連接；所述單片機(jī)用于存放預(yù)先編好的引導(dǎo)程序；所述隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM用于在軟件下載操作完成后或軟件版本更新后，運(yùn)行升級(jí)后的應(yīng)用程序，其余空間用于存放相關(guān)數(shù)據(jù)；所述閃存FLASH作為數(shù)據(jù)備份區(qū)域，被劃分程序?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和程序參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)，其軟件部份包括在兩個(gè)區(qū)域內(nèi)分別輪流存放的主要或備用應(yīng)用程序；所述相應(yīng)的外接邏輯電路用于對(duì)單片機(jī)的16位地址線進(jìn)行邏輯組合，以分別輸出片選信號(hào)到片選端，實(shí)現(xiàn)所述單片機(jī)整個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域的統(tǒng)一編址。
本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的方法，它至少包含下列步驟(1)運(yùn)行引導(dǎo)程序存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的引導(dǎo)程序；(2)從數(shù)據(jù)備份區(qū)中讀取程序運(yùn)行參數(shù)；
(3)根據(jù)該程序運(yùn)行參數(shù)將主應(yīng)用程序移至隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM的程序運(yùn)行區(qū)；(4)修改堆棧中的返回地址，將程序控制權(quán)交給片外應(yīng)用程序；(5)根據(jù)用戶請(qǐng)求進(jìn)行軟件下載；(6)片外應(yīng)用程序向程序存儲(chǔ)區(qū)發(fā)送軟件激活請(qǐng)求消息；所述軟件激活請(qǐng)求消息包含目前正在運(yùn)行的軟件版本信息，以及最新的軟件版本信息；所述軟件激活請(qǐng)求消息發(fā)送至軟件程序區(qū)；(7)比較版本，當(dāng)軟件版本消息一致時(shí)，軟件程序庫回送確認(rèn)消息，原程序正常運(yùn)行；如版本信息不一致，即需要進(jìn)行軟件更新，開始軟件加載；(8)對(duì)軟件下載程序進(jìn)行初始化處理；(9)判斷是否接收到用于軟件升級(jí)的軟件包；(10)接收到的軟件包存放在FLASH的備用程序存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)；(11)全部的軟件包都正確接收后，升級(jí)軟件下載完成；(12)重新填寫程序參數(shù)區(qū)的參數(shù)；(13)重新啟動(dòng)系統(tǒng)。
本發(fā)明的有益效果為采用本發(fā)明所提供的裝置及其方法，可實(shí)現(xiàn)利用單片機(jī)進(jìn)行軟件的遠(yuǎn)程下載，以達(dá)成有升級(jí)需求的硬件設(shè)備的版本升級(jí)，其中硬件的冗余設(shè)計(jì)提供了這種升級(jí)的可能性，軟件的靈活設(shè)計(jì)保證了這種升級(jí)的可靠性，而且本系統(tǒng)大部分功能由軟件實(shí)現(xiàn)，并可模塊化，硬件成本低廉，按此方法設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)可以節(jié)省人力和成本，且保證了軟件下載、升級(jí)操作的安全性。


圖1為本發(fā)明在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置的硬件框圖；圖2為本發(fā)明各存儲(chǔ)器的地址分配圖；圖3為本發(fā)明在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置和方法，應(yīng)用于通信系統(tǒng)中硬件設(shè)備(如CPU)的軟件版本升級(jí)之中，且利用簡(jiǎn)單的單片機(jī)完成，其具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖1、圖2、圖3，分別為本發(fā)明在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置和方法的硬件框圖、地址分配圖和流程圖。
首先，如圖1所示，為本發(fā)明的硬件框圖，本發(fā)明所提供的單片機(jī)軟件下載裝置至少可包含一片單片機(jī)、一片RAM、一片F(xiàn)LASH、外接邏輯電路，在本發(fā)明所提供的利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的方法中，所用到的單片機(jī)實(shí)際型號(hào)是AT89C52，此單片機(jī)片內(nèi)自帶8Kbytes程序存儲(chǔ)器，正好可以用來存放預(yù)先編好的引導(dǎo)程序，若單片機(jī)片內(nèi)不帶程序存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器空間不夠大時(shí)，還得重新外加擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器。
RAM使用IS62C256，該RAM片內(nèi)帶32Kbytes存儲(chǔ)空間，實(shí)際使用地址范圍為2000H～7FFFH，因?yàn)樵谲浖螺d完畢、版本更新后，應(yīng)用程序是要被搬到該RAM內(nèi)運(yùn)行，同時(shí)RAM內(nèi)有部分空間還要存放數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)這一功能，單片機(jī)的/RD和/PSEN信號(hào)相“與”后輸出到RAM的讀選通端/OE，就能使程序空間和數(shù)據(jù)空間相混合。RAM的高、低八位地址線分別與單片機(jī)的P2、P0口連接，寫信號(hào)選通端/WE和單片機(jī)的/WE連接。
閃存FLASH使用SST29EE010，該FLASH片內(nèi)帶256Kbytes存儲(chǔ)空間，實(shí)際只使用64Kbytes存儲(chǔ)空間，即8000H～FFFFH和18000H～1FFFFH，上面兩個(gè)區(qū)域分別輪流存放主、備應(yīng)用程序區(qū)，由單片機(jī)通用I/O口P1.1改變FLASH地址線A16而實(shí)現(xiàn)的；同樣，單片機(jī)的/RD和/PSEN信號(hào)相“與”后輸出到FLASH的讀選通端/OE，F(xiàn)LASH的高、低八位地址線分別與單片機(jī)的P2、P0口連接，寫信號(hào)選通端/WE和單片機(jī)的/WE連接；在本裝置中，單片機(jī)內(nèi)的引導(dǎo)程序存儲(chǔ)區(qū)、RAM的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序區(qū)、FLASH的主、備程序區(qū)是統(tǒng)一編址的，引導(dǎo)程序存儲(chǔ)區(qū)為0000H～1FFFH，RAM為2000H～7FFFH，F(xiàn)LASH為8000H～FFFFH和18000H～1FFFFH，我們利用外接邏輯電路，對(duì)單片機(jī)的16位地址線進(jìn)行邏輯組合，分別輸出片選信號(hào)/RAM_CS和/FLASH_CS給RAM和FALSH的片選端，以實(shí)現(xiàn)各存儲(chǔ)區(qū)域的統(tǒng)一編址。此外，為實(shí)現(xiàn)單片機(jī)P0口的數(shù)據(jù)/地址復(fù)用而需要的八位鎖存器、一些必要的門電路也由外接邏輯電路實(shí)現(xiàn)；然后，參見圖2，為本發(fā)明的存儲(chǔ)器地址分配方案，CPU中存在的一塊內(nèi)部程序存儲(chǔ)區(qū)作為引導(dǎo)程序存儲(chǔ)區(qū)，(如果通信系統(tǒng)中采用的是沒有內(nèi)部存儲(chǔ)器ROM的CPU，則可在外部擴(kuò)展一塊FLASH作為引導(dǎo)程序存儲(chǔ)區(qū)，地址從0x0000至0xA，A的值視系統(tǒng)采用的不同的單片機(jī)而定，如采用的是51型號(hào)的單片機(jī)，則A的值為0x1000，如果采用的是52型號(hào)的單片機(jī)，則A的取值為0x2000，和采用的CPU內(nèi)部包含的ROM的大小一致；外部的RAM存儲(chǔ)器空間被人為地分成三部分，其中0x0000至0xA的RAM地址區(qū)域作為一般的程序使用，存放程序運(yùn)行過程中產(chǎn)生的變量的值；RAM地址從0xA開始到0xB的區(qū)域分時(shí)復(fù)用為數(shù)據(jù)RAM和程序ROM，在引導(dǎo)程序運(yùn)行的期間，該區(qū)域作為數(shù)據(jù)RAM使用，引導(dǎo)程序?qū)?yīng)用程序從選定的位于FLASH中的程序存儲(chǔ)區(qū)拷貝到RAM中的該區(qū)域；在應(yīng)用程序運(yùn)行的期間，該區(qū)域被用作程序ROM；該區(qū)域的大小視應(yīng)用程序大小而定，一般是(64K-0xA)/2。RAM中0xB-0x3FFF的區(qū)域保留，當(dāng)CPU用位于該數(shù)據(jù)地址區(qū)間的地址訪問外部數(shù)據(jù)空間的時(shí)候，在本裝置的外部硬件電路邏輯將會(huì)選中FLASH；FLASH的地址空間是作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間而進(jìn)行編址的，被分成6塊，兩塊保留區(qū)域，兩塊程序存儲(chǔ)區(qū)，與兩塊程序存儲(chǔ)區(qū)相對(duì)應(yīng)的兩塊程序參數(shù)區(qū)。地址0x00000到0xB以及0x10000到0x10000+0xB的兩塊區(qū)域被保留，因?yàn)樵摰刂房臻g被RAM占用，每塊程序參數(shù)區(qū)的大小為128字節(jié)，地址從0xFF80到0xFFFF以及從0x1FF80到0x1FFFF，用來存放一些引導(dǎo)程序和軟件下載要用到的參數(shù)，如與該參數(shù)區(qū)對(duì)應(yīng)的程序存儲(chǔ)區(qū)中的程序是主用程序還是備用程序，引導(dǎo)程序只將主用程序搬移到RAM中執(zhí)行，程序有效標(biāo)志，當(dāng)程序下載時(shí)，下載成功之后，軟件置該標(biāo)志；程序存儲(chǔ)區(qū)的大小為(64K-0xA)/2-128字節(jié)；程序存儲(chǔ)區(qū)1的起始地址0xC的值等于0xB；程序存儲(chǔ)區(qū)2的起始地址0xE的值等于0x10000+0xB；對(duì)于CPU來說，由于它只有16根地址線，地址空間只有64k，這兩塊程序存儲(chǔ)區(qū)的地址是完全重疊、不加區(qū)分的，只能通過CPU的I/O口信號(hào)控制FLASH的第17位地址線A16來進(jìn)行區(qū)分；故這兩塊物理上位于同一塊FLASH中的程序存儲(chǔ)區(qū)及參數(shù)區(qū)在邏輯上是兩塊獨(dú)立的FLASH。這兩塊邏輯上獨(dú)立的程序存儲(chǔ)區(qū)通過地址線A16進(jìn)行區(qū)分；參見圖3，為本發(fā)明在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的方法的程序流程圖，上電后，片內(nèi)程序區(qū)的引導(dǎo)程序首先運(yùn)行，它從兩塊程序參數(shù)區(qū)中讀取程序運(yùn)行參數(shù)301，再根據(jù)讀取的參數(shù)決定哪一塊程序備份區(qū)是將要運(yùn)行的程序存儲(chǔ)區(qū)，哪一塊是備用的程序存儲(chǔ)區(qū)，并將要執(zhí)行的程序搬移到RAM的程序運(yùn)行區(qū)302，通過修改堆棧中的返回地址，將程序控制權(quán)交給片外應(yīng)用程序303，在片外應(yīng)用程序向程序存儲(chǔ)庫發(fā)送軟件激活請(qǐng)求消息304，在軟件激活請(qǐng)求消息中包含有目前正在運(yùn)行的程序的軟件版本信息，在軟件程序庫中也保存著最新的軟件版本，軟件程序庫收到本裝置發(fā)送的軟件激活請(qǐng)求消息305，將收到的軟件版本信息與它自己保存的軟件版本信息進(jìn)行比較306，如果版本信息一致，軟件程序庫就回送一個(gè)確認(rèn)的消息，本裝置收到該確認(rèn)消息之后，程序就正常運(yùn)行下去307，如版本信息不一致，即需要進(jìn)行軟件更新，開始軟件加載流程，首先進(jìn)行軟件下載初始化308，判斷是否接收到用于軟件升級(jí)的軟件包，接收操作通常通過連接本裝置和軟件程序庫的串口線來完成309，并將之存放于FLASH中的備用程序存儲(chǔ)區(qū)310，當(dāng)全部的軟件包都正確接收之后，軟件下載完成311，重新填寫參數(shù)區(qū)312，即利用本方法修改與備用程序存儲(chǔ)區(qū)相對(duì)應(yīng)的程序參數(shù)區(qū)，將參數(shù)區(qū)的主備用標(biāo)志置為1，這樣在本裝置下一次重新啟動(dòng)的時(shí)候，引導(dǎo)程序會(huì)根據(jù)程序參數(shù)區(qū)的主備用標(biāo)志，將新加載的程序搬移到RAM中執(zhí)行，最后重新啟動(dòng)313。
權(quán)利要求
1.一種在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置，其特征是，它至少包括一單片機(jī)、一隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、一閃存FLASH以及相應(yīng)的外接邏輯電路，其中所述單片機(jī)的P2、P0口分別與所述RAM的高、低八位地址線以及所述閃存FLASH的高、低八位地址線相連接，所述單片機(jī)的/WE端與所述RAM的寫信號(hào)選通端/WE相連接，所述單片機(jī)的/Rd信號(hào)和/PSEN信號(hào)相與后的結(jié)果分別輸出到所述RAM和所述閃存FLASH的讀選通端/OE，所述單片機(jī)的P1.1口與所述閃存FLASH的A16端相連接；所述單片機(jī)用于存放預(yù)先編好的引導(dǎo)程序，；所述隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM用于在軟件下載操作完成后或軟件版本更新后，運(yùn)行升級(jí)后的應(yīng)用程序，其余空間用于存放相關(guān)數(shù)據(jù)；所述閃存FLASH作為數(shù)據(jù)備份區(qū)域，被劃分程序?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和程序參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)，其軟件部份包括在兩個(gè)區(qū)域內(nèi)分別輪流存放的主要或備用應(yīng)用程序；所述相應(yīng)的外接邏輯電路用于對(duì)單片機(jī)的16位地址線進(jìn)行邏輯組合，以分別輸出片選信號(hào)到片選端，實(shí)現(xiàn)所述單片機(jī)整個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域的統(tǒng)一編址。
2.如權(quán)利要求1所述的在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置，其特征是，所述單片機(jī)為片內(nèi)自帶程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置，其特征是，所述單片機(jī)為外加擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)。
4.一種在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的方法，其特征是，它至少包括以下步驟(1)運(yùn)行引導(dǎo)程序存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的引導(dǎo)程序；(2)從數(shù)據(jù)備份區(qū)中讀取程序運(yùn)行參數(shù)；(3)根據(jù)該程序運(yùn)行參數(shù)將主應(yīng)用程序移至隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM的程序運(yùn)行區(qū)；(4)修改堆棧中的返回地址，將程序控制權(quán)交給片外應(yīng)用程序；(5)根據(jù)用戶請(qǐng)求進(jìn)行軟件下載；(6)片外應(yīng)用程序向程序存儲(chǔ)區(qū)發(fā)送軟件激活請(qǐng)求消息；所述軟件激活請(qǐng)求消息包含目前正在運(yùn)行的軟件版本信息，以及最新的軟件版本信息；所述軟件激活請(qǐng)求消息發(fā)送至軟件程序區(qū)；(7)比較版本，當(dāng)軟件版本消息一致時(shí)，軟件程序庫回送確認(rèn)消息，原程序正常運(yùn)行；如版本信息不一致，即需要進(jìn)行軟件更新，開始軟件加載；(8)對(duì)軟件下載程序進(jìn)行初始化處理；(9)判斷是否接收到用于軟件升級(jí)的軟件包；(10)接收到的軟件包存放在FLASH的備用程序存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)；(11)全部的軟件包都正確接收后，升級(jí)軟件下載完成(12)重新填寫程序參數(shù)區(qū)的參數(shù)；及(13)系統(tǒng)重新啟動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的方法，其特征是，重新填寫程序參數(shù)區(qū)的參數(shù)時(shí)，將參數(shù)區(qū)的主備用標(biāo)志置為1，使剛剛下載的程序標(biāo)志為主應(yīng)用程序。
全文摘要
本發(fā)明是一種在通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置和方法，提供一種通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的裝置，該裝置至少包括一單片機(jī)、一隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、一閃存FLASH以及相應(yīng)的外圍邏輯電路；本發(fā)明還提供一種通信系統(tǒng)中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件下載的方法，至少包含下列步驟；運(yùn)行引導(dǎo)程序存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的引導(dǎo)程序；從數(shù)據(jù)備份區(qū)中讀取程序運(yùn)行參數(shù)；將主應(yīng)用程序移至隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM的程序運(yùn)行區(qū)；將程序控制權(quán)交給應(yīng)用程序；根據(jù)用戶請(qǐng)求進(jìn)行軟件下載；下載后的軟件包保存至程序參數(shù)區(qū)；修改程序參數(shù)區(qū)參數(shù)；系統(tǒng)重新啟動(dòng)；實(shí)現(xiàn)利用單片機(jī)進(jìn)行軟件的遠(yuǎn)程下載，可節(jié)省人力和成本，且保證了軟件下載、升級(jí)操作的安全性。
文檔編號(hào)G06F9/30GK1430142SQ0114538
公開日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2001年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月29日
發(fā)明者周維明, 劉江, 肖紹康 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所