專利名稱：一種單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
目前，設(shè)備升級(jí)是電子產(chǎn)品經(jīng)常遇到的一件事情。對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)，平時(shí)運(yùn)行的程序代碼都固化在ROM(Read-Only Memory，只讀存儲(chǔ)器)芯片或單片機(jī)自帶的flash ROM中，因此單片機(jī)的軟件升級(jí)必須進(jìn)行掉電重新燒錄新程序，不僅操作麻煩，而且掉電會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
現(xiàn)在部分廠家通過改進(jìn)CPU芯片，推出增強(qiáng)功能的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)在板加載軟件和在運(yùn)行中加載軟件功能。例如P89C51RX+系列單片機(jī)可以選擇是使用固件程序還是使用flash程序，如果選擇使用固件程序就可以實(shí)現(xiàn)在板加載flash軟件，且該類芯片支持程序在運(yùn)行中升級(jí)，該類芯片提供相關(guān)的擦除和編程函數(shù)接口，供應(yīng)用程序調(diào)用，以實(shí)現(xiàn)flash程序在運(yùn)行中升級(jí)。
但是，上述增強(qiáng)型單片機(jī)在重新加載flash軟件時(shí)，需要手動(dòng)控制CPU的PSEN(Program Store Enable，程序存儲(chǔ)允許)、ALE(AddressLatch Enable，地址鎖存允許)和EA(External Access Enable，外部訪問允許)三個(gè)引腳，來實(shí)現(xiàn)再次在板加載。如果固件程序指針被誤修改，則只能通過編程器重新擦除編程。該類單片機(jī)在實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行中升級(jí)的功能時(shí)，需要設(shè)計(jì)者熟悉該芯片的編程函數(shù)和相關(guān)參數(shù)，技術(shù)難度高，編程的風(fēng)險(xiǎn)性高。同時(shí)由于升級(jí)功能是在用戶的應(yīng)用程序中直接實(shí)現(xiàn)，沒有保留升級(jí)前程序，也沒有倒回原來程序的機(jī)制，如果編程過程出錯(cuò)或新程序出錯(cuò)，將無法實(shí)現(xiàn)原來的程序自動(dòng)倒回，可能引起不可恢復(fù)的嚴(yán)重后果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置和方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中單片機(jī)系統(tǒng)不能在運(yùn)行中升級(jí)或能夠在運(yùn)行中升級(jí)但如果編程過程出錯(cuò)或新程序出錯(cuò)，無法實(shí)現(xiàn)原來的程序自動(dòng)倒回功能的缺陷。
本發(fā)明提供一種單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置，包括提供在運(yùn)行中升級(jí)用戶應(yīng)用程序平臺(tái)的單片機(jī)部、存放系統(tǒng)的應(yīng)用程序的程序存儲(chǔ)部和存放待寫入和校驗(yàn)的應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)緩沖部，單片機(jī)部分別連接程序存儲(chǔ)部和數(shù)據(jù)緩沖部，對(duì)程序存儲(chǔ)部和數(shù)據(jù)緩沖部進(jìn)行讀寫操作。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述單片機(jī)部包括含有系統(tǒng)啟動(dòng)程序的片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，所述系統(tǒng)啟動(dòng)程序進(jìn)一步包括系統(tǒng)中斷的應(yīng)用程序的函數(shù)入口地址、加載應(yīng)用程序的函數(shù)入口地址、修改應(yīng)用程序狀態(tài)標(biāo)志的函數(shù)入口地址、運(yùn)行啟動(dòng)程序和運(yùn)行應(yīng)用程序的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址和中斷服務(wù)程序選擇的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，所述程序存儲(chǔ)部進(jìn)一步包括應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A、應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B和標(biāo)志區(qū)。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，所述應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A或應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B包含系統(tǒng)的應(yīng)用程序。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，所述系統(tǒng)的應(yīng)用程序進(jìn)一步包括系統(tǒng)中斷的應(yīng)用程序的函數(shù)入口地址、加載應(yīng)用程序的函數(shù)入口地址、修改應(yīng)用程序狀態(tài)標(biāo)志的函數(shù)入口地址、運(yùn)行啟動(dòng)程序和運(yùn)行應(yīng)用程序的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址和中斷服務(wù)程序選擇的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，所述標(biāo)志區(qū)存放應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)中程序的狀態(tài)標(biāo)志和存儲(chǔ)區(qū)選擇標(biāo)志。
本發(fā)明提供一種單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的方法，包括以下步驟A、選擇要加載系統(tǒng)的應(yīng)用程序的應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)；B、將系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)懭胨鰬?yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)；C、判斷所述系統(tǒng)的應(yīng)用程序是否正確，如果正確，則加載完成；如果不正確，則轉(zhuǎn)步驟D；D、返回升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，步驟A具體為，如果當(dāng)前系統(tǒng)未使用應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A，則選擇應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A加載系統(tǒng)的應(yīng)用程序，否則選擇應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B加載系統(tǒng)的應(yīng)用程序。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，步驟B進(jìn)一步包括B1、單片機(jī)部接收待加載的應(yīng)用程序；B2、單片機(jī)部將待加載的應(yīng)用程序?qū)懭霐?shù)據(jù)緩沖部；B3、單片機(jī)部接收加載應(yīng)用程序的命令；B4、單片機(jī)部將數(shù)據(jù)緩沖部的數(shù)據(jù)寫入應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，步驟B1或B3中，單片機(jī)部通過串口與計(jì)算機(jī)通信接收數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，步驟B1或B3中，單片機(jī)部通過并口與計(jì)算機(jī)通信接收數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，步驟C具體為，運(yùn)行所述系統(tǒng)的應(yīng)用程序，如果該程序所有中斷和主程序都執(zhí)行一遍且正常，則該程序正確；如果該程序運(yùn)行過程中被看門狗復(fù)位，則該程序不正確。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，步驟D具體為，修改存儲(chǔ)區(qū)選擇標(biāo)志為另一個(gè)應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)，并運(yùn)行該應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)的應(yīng)用程序。
本發(fā)明提供一種單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的方法，包括以下步驟A、單片機(jī)部讀取應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)中升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序；B、單片機(jī)部將升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)懭霐?shù)據(jù)緩沖部；C、單片機(jī)部運(yùn)行數(shù)據(jù)緩沖部中升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序；D、單片機(jī)部將待升級(jí)的系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)懭霊?yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用本發(fā)明可以使單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)，不必使用編程器，無需拔出單板更換芯片，減少系統(tǒng)維護(hù)的人力物力成本，節(jié)省維護(hù)時(shí)間。應(yīng)用本發(fā)明用戶只需燒錄一次系統(tǒng)啟動(dòng)程序，應(yīng)用程序的調(diào)試可以通過在線加載來實(shí)現(xiàn)，不需使用仿真器，能保證調(diào)試后的程序直接使用，不存在使用仿真器有時(shí)脫機(jī)無法正常運(yùn)行的情況。應(yīng)用本發(fā)明可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升級(jí)，而且如果升級(jí)后的程序出錯(cuò)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒回原來程序；還可以通過遠(yuǎn)程命令強(qiáng)制進(jìn)行應(yīng)用程序倒回原來版本的操作。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是采用本發(fā)明的一種單片機(jī)系統(tǒng)的硬件電路圖。
圖3是采用圖2所示單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)程序流程圖。
圖4是采用圖2所示單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)用程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，該系統(tǒng)通過串口或并口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。該系統(tǒng)包括單片機(jī)部、程序存儲(chǔ)部和數(shù)據(jù)緩沖部三個(gè)部分。其中程序存儲(chǔ)部進(jìn)一步包括應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A、應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B和標(biāo)志區(qū)。單片機(jī)部可以分別對(duì)程序存儲(chǔ)部和數(shù)據(jù)緩沖部進(jìn)行讀寫。
下面以圖2所示單片機(jī)系統(tǒng)的硬件電路為實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參照?qǐng)D2，該系統(tǒng)包括單片機(jī)部、程序存儲(chǔ)部和數(shù)據(jù)緩沖部三個(gè)部分。單片機(jī)部采用AT89C51芯片作為CPU，該芯片自帶的4K片內(nèi)ROM空間用于存放系統(tǒng)啟動(dòng)程序BOOT，且第31腳接VCC，保證程序從BOOT程序開始運(yùn)行，BOOT程序的流程圖如圖3所示。程序存儲(chǔ)部采用M29F040B芯片作為flash ROM，該芯片存放系統(tǒng)的應(yīng)用程序APP，APP程序的流程圖如圖4所示。M29F040B芯片具有8個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)有64K字節(jié)空間，且該芯片支持對(duì)扇區(qū)獨(dú)立編程。該芯片中0號(hào)扇區(qū)為應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A，用于存放系統(tǒng)的應(yīng)用程序APP0的程序代碼；1號(hào)扇區(qū)為應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B，用于存放系統(tǒng)的應(yīng)用程序APP1的程序代碼；2號(hào)扇區(qū)為標(biāo)志區(qū)，其中地址為0x1000～0x1003的空間存放APP0程序的狀態(tài)標(biāo)志，標(biāo)志為0x55555555表示初次運(yùn)行，標(biāo)志為0xAAAAAAAA表示正常，其他標(biāo)志表示故障；地址為0x1004～0x1007的空間存放APP1程序的狀態(tài)標(biāo)志，標(biāo)志為0x55555555表示初次運(yùn)行，標(biāo)志為0xAAAAAAAA表示正常，其他標(biāo)志表示故障；地址為0x1008的空間存放當(dāng)前選擇要運(yùn)行的APP程序所在的扇區(qū)標(biāo)志，標(biāo)志為0x00表示0號(hào)扇區(qū)的APP0程序，標(biāo)志為0xFF表示1號(hào)扇區(qū)的APP1程序。數(shù)據(jù)緩沖部采用CY62256芯片作為RAM(Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。
單片機(jī)部使用AT89C51的10腳和11腳配合MAX232芯片與計(jì)算機(jī)進(jìn)行串口通信，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；使用3腳控制系統(tǒng)讀寫操作的芯片，當(dāng)3腳為1時(shí)，讀寫操作CY62256芯片；當(dāng)3腳為0時(shí)，讀寫操作M29F040B芯片。因?yàn)橄到y(tǒng)上電時(shí)3腳為1，所以默認(rèn)選擇CY62256芯片作為讀寫對(duì)象。當(dāng)需要讀寫操作M29F040B芯片時(shí)，先進(jìn)行一個(gè)3腳清零的操作，讀寫之后，立刻進(jìn)行一個(gè)3腳置一的操作，保證操作M29F040B芯片后，能正常操作CY62256芯片。由于M29F040B芯片在程序正常運(yùn)行時(shí)，作為系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器，所以把/PSTN信號(hào)引進(jìn)M29F040B芯片進(jìn)行取指令控制。另外，由于M29F040B地址范圍超過64K，單片機(jī)部使用AT89C51的1腳和2腳信號(hào)實(shí)現(xiàn)M29F040B芯片的0號(hào)扇區(qū)、1號(hào)扇區(qū)和2號(hào)扇區(qū)之間的進(jìn)行選擇。
該單片機(jī)系統(tǒng)的地址空間分配如下ROM空間AT89C51芯片中地址為0x0000～0x0FFF的空間分配為BOOT程序空間；M29F040B芯片中地址為0x1000～0xFFFF的空間分配為APP程序空間。
RAM空間當(dāng)AT89C51芯片的3腳為1時(shí)，操作CY62256芯片，此時(shí)地址為0x0000～0x0FFF的空間分配為BOOT程序變量空間和待加載APP程序的緩存空間；地址為0x1000～0xFFFF的空間分配為APP程序變量空間。
當(dāng)AT89C51芯片的3腳為0時(shí)，操作M29F040B芯片，此時(shí)地址為0x1000～0xFFFF的空間分配為待寫入和校驗(yàn)的APP程序的空間。
對(duì)于初次加工的設(shè)備，本發(fā)明包括以下步驟
步驟s101，選擇要加載APP程序的應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)X。如果當(dāng)前系統(tǒng)未使用應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A，則選擇應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A為應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)X，加載APP程序，否則選擇應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B為應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)X，加載APP程序。因?yàn)樵O(shè)備初次加工，應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A、B都為空(狀態(tài)為故障)，沒有可用的APP程序，所以軟件選擇應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A用來加載APP程序。
步驟s102，BOOT程序通過AT89C51的10腳和11腳與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，接收待加載的APP程序。
步驟s103，BOOT程序通過AT89C51的26～39腳，將待加載的APP程序?qū)懭隒Y62256芯片。
步驟s104，BOOT程序通過AT89C51的10腳和11腳與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，接收加載APP程序的命令。
步驟s105，BOOT程序通過AT89C51的1～4和26～39腳，將CY62256芯片中的數(shù)據(jù)寫入M29F040B芯片對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A。然后重新讀取應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，判斷是否加載出錯(cuò)。這個(gè)過程可以根據(jù)APP程序目標(biāo)代碼的大小和設(shè)計(jì)中分配待加載APP程序的緩存大小，將目標(biāo)代碼分成N塊，采用多次傳送、加載的方式進(jìn)行。
步驟s106，在標(biāo)志區(qū)將APP0程序的狀態(tài)標(biāo)志為初次運(yùn)行。
步驟s107，在標(biāo)志區(qū)將當(dāng)前選擇要運(yùn)行的APP程序所在的扇區(qū)標(biāo)志為0號(hào)扇區(qū)的APP0程序。
步驟s108，通過看門狗進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。
步驟s109，BOOT程序?qū)?biāo)志區(qū)的APP0程序的狀態(tài)標(biāo)志為故障。
步驟s110，運(yùn)行APP0程序。如果該程序所有中斷都執(zhí)行過，主程序也執(zhí)行一遍正常，則將標(biāo)志區(qū)的APP0程序的狀態(tài)標(biāo)志為正常，升級(jí)完成；如果該程序運(yùn)行過程中被看門狗復(fù)位，則轉(zhuǎn)步驟s111。
步驟s111，因?yàn)锳PP0程序的狀態(tài)標(biāo)志為故障，且應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B為空(狀態(tài)為故障)，所以進(jìn)入BOOT程序的主循環(huán)，等待命令，重新加載新的APP程序?；氐讲襟Es101重新開始。
對(duì)于已經(jīng)正常運(yùn)行的設(shè)備，本發(fā)明包括以下步驟步驟s201，系統(tǒng)在正常運(yùn)行APP程序，收到升級(jí)請(qǐng)求后，APP程序跳轉(zhuǎn)到BOOT程序中運(yùn)行。
步驟s202，選擇要加載APP程序的應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)X。如果當(dāng)前系統(tǒng)正使用APP0程序，則選擇應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B為應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)X，加載APP程序；如果當(dāng)前系統(tǒng)正使用APP1程序，則選擇應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A為應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)X，加載APP程序。
步驟s203，BOOT程序通過AT89C51的10腳和11腳與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，接收待加載的APP程序。
步驟s204，BOOT程序通過AT89C51的26～39腳，將待加載的APP程序?qū)懭隒Y62256芯片。
步驟s205，BOOT程序通過AT89C51的10腳和11腳與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，接收加載APP程序的命令。
步驟s206，BOOT程序通過AT89C51的1～4和26～39腳，將CY62256芯片中的數(shù)據(jù)寫入M29F040B芯片對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)X。然后重新讀取應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，判斷是否加載出錯(cuò)。這個(gè)過程可以根據(jù)APP程序目標(biāo)代碼的大小和設(shè)計(jì)中分配待加載APP程序的緩存大小，將目標(biāo)代碼分成N塊，采用多次傳送、加載的方式進(jìn)行。
步驟s207，在標(biāo)志區(qū)將應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)X中APP程序的狀態(tài)標(biāo)志為初次運(yùn)行。
步驟s208，在標(biāo)志區(qū)將當(dāng)前選擇要運(yùn)行的APP程序所在的扇區(qū)標(biāo)志為應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)X中的APP程序。
步驟s209，通過看門狗進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。
步驟s210，BOOT程序?qū)?biāo)志區(qū)的應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)X中的APP程序的狀態(tài)標(biāo)志為故障。
步驟s211，運(yùn)行該APP程序。如果該程序所有中斷都執(zhí)行過，主程序也執(zhí)行一遍正常，則將標(biāo)志區(qū)的該APP程序的狀態(tài)標(biāo)志為正常，升級(jí)完成；如果該程序運(yùn)行過程中被看門狗復(fù)位，則轉(zhuǎn)步驟s212。
步驟s212，因?yàn)榱硪粦?yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)的APP程序可用，則在標(biāo)志區(qū)將當(dāng)前選擇要運(yùn)行的APP程序所在的扇區(qū)標(biāo)志為該應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)中的APP程序，然后選擇該APP程序運(yùn)行。
因?yàn)橛脩粢獙?shí)現(xiàn)的功能都在APP程序的主體中，所以APP程序經(jīng)常因?yàn)楣δ茏兓M(jìn)行升級(jí)；而BOOT程序功能固定，軟件調(diào)試成功后就不再變化。為使升級(jí)前和升級(jí)后的APP程序都能和系統(tǒng)的BOOT程序正確匹配運(yùn)行，必須保證APP程序和BOOT程序的接口函數(shù)和接口變量地址固定，同時(shí)要求APP程序和BOOT程序之間不要其他的關(guān)聯(lián)耦合，使兩個(gè)程序中具體模塊的變動(dòng)不會(huì)相互影響。本發(fā)明將BOOT程序和APP程序設(shè)計(jì)成兩個(gè)獨(dú)立的程序，分別編譯生成相應(yīng)的目標(biāo)代碼，只需在每個(gè)程序中設(shè)置好接口函數(shù)和變量的地址，就能使兩個(gè)程序正確匹配運(yùn)行。每個(gè)程序在編譯鏈接時(shí)，編譯器對(duì)指令的優(yōu)化、函數(shù)位置的變化等方面因素不會(huì)影響到另一個(gè)程序，而且使用兩個(gè)目標(biāo)代碼也方便兩個(gè)芯片的分別加載。
BOOT程序需要確定如下接口函數(shù)和變量1、5個(gè)系統(tǒng)中斷的APP程序的函數(shù)入口地址。本發(fā)明建議使用0x2003、0x200B、0x2013、0x201B、0x2023五個(gè)地址作為APP程序5個(gè)中斷的服務(wù)程序入口地址。
2、加載APP程序的函數(shù)入口地址。本發(fā)明建議使用0x0F00地址。
3、修改當(dāng)前APP程序狀態(tài)標(biāo)志的函數(shù)入口地址。本發(fā)明建議使用0x0F10地址。
4、當(dāng)前運(yùn)行BOOT程序和運(yùn)行APP程序的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址。本發(fā)明建議使用0x0000地址。
5、當(dāng)前中斷服務(wù)程序選擇的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址。本發(fā)明建議使用0x0001地址。
6、因?yàn)锳PP程序中占用到的變量地址，BOOT程序都不能占用，以免改寫引起沖突，所以把分配給APP程序的xdata變量空間在BOOT程序中定義為全局字符數(shù)組，避免BOOT程序動(dòng)態(tài)分配變量時(shí)，占用該區(qū)域地址。本發(fā)明建議分配0x1000～0xFFFF的60K地址給APP(可根據(jù)實(shí)際APP程序需要進(jìn)行調(diào)整)。
因?yàn)榻涌诤瘮?shù)的地址空間有限，所以可以通過調(diào)用子函數(shù)的形式來完成具體的功能。BOOT程序的中斷入口函數(shù)先判斷中斷來源，若是BOOT程序的中斷就調(diào)用BOOT程序的中斷服務(wù)程序，包括EX0BOOT()、T0BOOT()、EX1BOOT()、T1BOOT()和S0BOOT()；若是APP程序的中斷就調(diào)用APP函數(shù)中斷服務(wù)程序，包括EX0APP()、T0APP()、EX1APP()、T1APP()和S0APP()。
接口函數(shù)的絕對(duì)地址綁定可以在C51鏈接時(shí)進(jìn)行。編輯一個(gè)BOOT.TXT文件，然后編譯程序后鏈接時(shí)運(yùn)行L51.EXE @BOOT.TXT(是否增加附件進(jìn)行舉例或者直接拷貝文本過來。)，就可實(shí)現(xiàn)相關(guān)函數(shù)的絕對(duì)地址綁定。
接口變量的絕對(duì)地址綁定可以在BOOT.C的頭文件中定義全局變量并綁定變量絕對(duì)地址。例如char xdata flagCode_at_0x0000；char xdata flagInterrupt_at_0x0001；char xdata reserveAPP[61440]_at_0x1000。
APP程序需要確定如下接口函數(shù)和變量1、5個(gè)系統(tǒng)中斷的APP服務(wù)程序的函數(shù)入口地址。本發(fā)明建議對(duì)應(yīng)BOOT程序使用0x2003、0x200B、0x2013、0x201B、0x2023五個(gè)地址作為APP程序5個(gè)中斷的服務(wù)程序入口地址。
2、加載APP程序的函數(shù)入口地址。本發(fā)明建議對(duì)應(yīng)BOOT程序使用0x0F00。
3、修改當(dāng)前APP程序狀態(tài)標(biāo)志的函數(shù)入口地址。本發(fā)明建議對(duì)應(yīng)BOOT程序使用0x0F10。
4、當(dāng)前運(yùn)行BOOT程序和運(yùn)行APP程序的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址。本發(fā)明建議對(duì)應(yīng)BOOT程序使用0x0000地址。
5、當(dāng)前中斷服務(wù)程序選擇的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址。本發(fā)明建議對(duì)應(yīng)BOOT程序使用0x0001地址。
6、因?yàn)锽OOT程序中占用到的變量地址，APP程序都不能占用，以免改寫引起沖突，所以把分配給BOOT程序的xdata變量空間在APP程序中定義為全局字符數(shù)組，避免APP程序動(dòng)態(tài)分配變量時(shí)，占用該區(qū)域地址。本發(fā)明建議對(duì)應(yīng)BOOT程序分配0x0002～0x0FFF近4K的地址作為BOOT程序變量存儲(chǔ)區(qū)(可根據(jù)APP變量占用情況進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)整)。
接口函數(shù)的絕對(duì)地址綁定方法和BOOT程序中地址的綁定方法一致。
因?yàn)橹袛喾?wù)入口函數(shù)的地址空間有限，只有8字節(jié)，所以可以通過調(diào)用子函數(shù)的方式，在子函數(shù)中執(zhí)行具體的服務(wù)內(nèi)容函數(shù)。
本發(fā)明還有一種方案可以實(shí)現(xiàn)在線升級(jí)，首先單片機(jī)部讀取應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)中升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序，然后單片機(jī)部將升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)懭霐?shù)據(jù)緩沖部并運(yùn)行數(shù)據(jù)緩沖部中升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序，最后單片機(jī)部將待升級(jí)的系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)懭霊?yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)。系統(tǒng)復(fù)位后，CPU拷貝ROM的代碼到RAM中執(zhí)行，運(yùn)行的就是升級(jí)后的程序代碼。該方案也可以完成在線升級(jí)，不過復(fù)雜程度較高，而且由于沒有升級(jí)失敗自動(dòng)倒回原來代碼的機(jī)制，安全性能不好。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置，其特征在于，包括單片機(jī)部，提供在運(yùn)行中升級(jí)用戶應(yīng)用程序的平臺(tái)；程序存儲(chǔ)部，存放系統(tǒng)的應(yīng)用程序；數(shù)據(jù)緩沖部，存放待寫入和校驗(yàn)的應(yīng)用程序；單片機(jī)部連接程序存儲(chǔ)部，對(duì)程序存儲(chǔ)部進(jìn)行讀寫操作；單片機(jī)部連接數(shù)據(jù)緩沖部，對(duì)數(shù)據(jù)緩沖部進(jìn)行讀寫操作。
2.如權(quán)利要求1所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置，其特征在于，所述單片機(jī)部包括片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器。
3.如權(quán)利要求2所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置，其特征在于，所述片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器中包含系統(tǒng)啟動(dòng)程序。
4.如權(quán)利要求3所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置，其特征在于，所述系統(tǒng)啟動(dòng)程序進(jìn)一步包括系統(tǒng)中斷的應(yīng)用程序的函數(shù)入口地址；加載應(yīng)用程序的函數(shù)入口地址；修改應(yīng)用程序狀態(tài)標(biāo)志的函數(shù)入口地址；運(yùn)行啟動(dòng)程序和運(yùn)行應(yīng)用程序的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址；中斷服務(wù)程序選擇的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址。
5.如權(quán)利要求1所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置，其特征在于，所述程序存儲(chǔ)部進(jìn)一步包括應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A；應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B；標(biāo)志區(qū)。
6.如權(quán)利要求5所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置，其特征在于，所述應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A或應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B包含系統(tǒng)的應(yīng)用程序。
7.如權(quán)利要求6所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置，其特征在于，所述系統(tǒng)的應(yīng)用程序進(jìn)一步包括系統(tǒng)中斷的應(yīng)用程序的函數(shù)入口地址；加載應(yīng)用程序的函數(shù)入口地址；修改應(yīng)用程序狀態(tài)標(biāo)志的函數(shù)入口地址；運(yùn)行啟動(dòng)程序和運(yùn)行應(yīng)用程序的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址；中斷服務(wù)程序選擇的標(biāo)志變量的絕對(duì)地址。
8.如權(quán)利要求5所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置，其特征在于，所述標(biāo)志區(qū)存放應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)中程序的狀態(tài)標(biāo)志和存儲(chǔ)區(qū)選擇標(biāo)志。
9.一種單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的方法，其特征在于，包括以下步驟A、選擇要加載系統(tǒng)的應(yīng)用程序的應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)；B、將系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)懭胨鰬?yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)；C、判斷所述系統(tǒng)的應(yīng)用程序是否正確，如果正確，則加載完成；如果不正確，則轉(zhuǎn)步驟D；D、返回升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序。
10.如權(quán)利要求9所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的方法，其特征在于，步驟A具體為，如果當(dāng)前系統(tǒng)未使用應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A，則選擇應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)A加載系統(tǒng)的應(yīng)用程序，否則選擇應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)B加載系統(tǒng)的應(yīng)用程序。
11.如權(quán)利要求9所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的方法，其特征在于，步驟B進(jìn)一步包括B1、單片機(jī)部接收待加載的應(yīng)用程序；B2、單片機(jī)部將待加載的應(yīng)用程序?qū)懭霐?shù)據(jù)緩沖部；B3、單片機(jī)部接收加載應(yīng)用程序的命令；B4、單片機(jī)部將數(shù)據(jù)緩沖部的數(shù)據(jù)寫入應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)。
12.如權(quán)利要求11所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的方法，其特征在于，步驟B1或B3中，單片機(jī)部通過串口與計(jì)算機(jī)通信接收數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求11所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的方法，其特征在于，步驟B1或B3中，單片機(jī)部通過并口與計(jì)算機(jī)通信接收數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求9所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的方法，其特征在于，步驟C具體為，運(yùn)行所述系統(tǒng)的應(yīng)用程序，如果該程序所有中斷和主程序都執(zhí)行一遍且正常，則該程序正確；如果該程序運(yùn)行過程中被看門狗復(fù)位，則該程序不正確。
15.如權(quán)利要求9所述單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的方法，其特征在于，步驟D具體為，修改存儲(chǔ)區(qū)選擇標(biāo)志為另一個(gè)應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)，并運(yùn)行該應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)的應(yīng)用程序。
16.一種單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的方法，其特征在于，包括以下步驟A、單片機(jī)部讀取應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)中升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序；B、單片機(jī)部將升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)懭霐?shù)據(jù)緩沖部；C、單片機(jī)部運(yùn)行數(shù)據(jù)緩沖部中升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序；D、單片機(jī)部將待升級(jí)的系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)懭霊?yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)。
全文摘要
一種單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中升級(jí)的裝置和方法，涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有技術(shù)中單片機(jī)系統(tǒng)不能在運(yùn)行中升級(jí)或能夠在運(yùn)行中升級(jí)但如果編程過程出錯(cuò)或新程序出錯(cuò)，無法實(shí)現(xiàn)原來的程序自動(dòng)倒回功能的缺陷。本發(fā)明包括單片機(jī)部、程序存儲(chǔ)部和數(shù)據(jù)緩沖部三個(gè)部分。本發(fā)明首先選擇要加載系統(tǒng)的應(yīng)用程序的應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)，然后將系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)懭胨鰬?yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)，再判斷所述系統(tǒng)的應(yīng)用程序是否正確，如果正確，則加載完成；如果不正確，則返回升級(jí)前系統(tǒng)的應(yīng)用程序。
文檔編號(hào)G06F9/445GK1851645SQ200610000888
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月17日
發(fā)明者黃鴻貴 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司