CN104156237A - 单片机的在线升级方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了单片机的在线升级方法，1、ARM向单片机发送升级通知命令，单片机接收到升级通知命令后，单片机进行复位操作，然后单片机运行引导下载程序并读取引导下载程序中的升级标志位；2、单片机向ARM发送进入升级模式的通知命令，ARM按照升级数据包传输协议向单片机发送所需的升级数据包，单片机将接收到的升级数据包存储到单片机的内部存储器中；3、单片机擦除引导下载程序中的升级标志位和复位操作程序，单片机重新运行引导下载程序，单片机中的运行指令跳转到应用程序的入口地址，开始运行应用程序。本发明可以很好的兼容，避免升级方案再次开发，提高了开发效率。

Description

单片机的在线升级方法

技术领域

本发明涉及单片机技术领域，具体地指一种单片机的在线升级方法。

背景技术

在各个集成了单片机控制的产品设备中，对单片机提出能在线升级的功能越来越强烈。但现在的单片机在线升级方案都属于定制的方案，即开发者针对自己产品定制开发(即根据单片机平台的特性和芯片供应商提供的技术支持，开发的升级方案，如新塘芯片的ISP(InSystem Programming，***在线编程 )升级和NXP(恩智浦半导体)的SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)升级等)或由单片机供应商提供在线升级方案。对于上述第一种升级方案具体来说，新塘芯片的ISP升级，根据新塘芯片的特性(内部存储器有ISP区域，特定存放官方(新塘)给的ISP可执行代码，ISP代码是新塘提供的，该方案是根据ISP协议制定的方案，该方案只能在新塘平台的芯片上使用。这种方案对单片机平台的依耐性比较强，兼容性较差，这种针对某个平台针对性开发或芯片商直接提供的升级方案，兼容性和适用性较差。产品在更新换代(更换了单片机的平台)时，上述定制的升级方案可能就不能兼容更新的设备或模块(更换了控制平台)。

现在的产品越来越复杂，一个产品中经常会有多个不同平台的单片机控制模块，现有定制的平台很难兼容，需要对各个单片机重新开发升级方案，导致开发时间较长。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种单片机的在线升级方法，该升级方法具有很强的兼容性，能对不同平台的单片机进行在线升级。

为实现此目的，本发明所设计的单片机的在线升级方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：用烧录器将引导下载程序的可执行二进制文件烧录到单片机的内部存储器中，然后用烧录器将所需应用程序的二进制文件烧录到单片机的内部存储器中，其中，引导下载程序的可执行二进制文件和所需应用程序的二进制文件存储在单片机内部存储器的不同区域；

步骤2：单片机升级数据提供设备向单片机发送升级通知命令，单片机接收到升级通知命令后，在引导下载程序中的升级标志位进行标记为升级状态，单片机进行复位操作，然后单片机运行引导下载程序并读取引导下载程序中的升级标志位，此时的升级标志位为需升级标志，此时单片机进入升级模式；

步骤3：单片机向单片机升级数据提供设备发送进入升级模式的通知命令，并把单片机已做好升级准备告知单片机升级数据提供设备，单片机升级数据提供设备按照升级数据包传输协议向单片机发送所需的升级数据包，单片机将接收到的升级数据包存储到单片机的内部存储器中，其中，单片机每接收到一个升级数据包，都需要向单片机升级数据提供设备回复处理成功信息，所述每个升级数据包为对应应用程序的二进制升级文件数据；

步骤4：单片机接收完所有的升级数据包后，擦除引导下载程序中的升级标志位并复位应用程序的操作程序，使升级标志位变为不升级直接跳转状态，然后单片机再重新运行引导下载程序，并开始读取为不升级直接跳转状态的升级标志位，单片机中的运行指令跳转到应用程序的入口地址，开始运行应用程序，此时即完成了单片机内应用程序的在线升级。

所述步骤3中，每个升级数据包包括当前升级数据包长度、已接收升级文件长度和升级文件总长度以及升级数据内容，单片机每接收到一个升级数据包时均计算这个升级数据包的已接收文件长度减去当前升级数据包长度是否等于上一个升级数据包的已接收升级文件长度，如果不等于则说明单片机接收升级数据包时存在丢包，单片机向单片机升级数据提供设备回复升级失败通知，重新开始升级，如果等于则说明单片机接收升级数据包不存在丢包。

所述步骤3中，单片机在接收升级数据包时，实时判断当前升级数据包长度加上当前已接收升级文件长度是否等于升级文件总长度，如果等于则说明单片机成功接收到了所有的升级数据包，此时进入步骤4。

本发明提供了一个简洁、高效、兼容性强的单片机在线升级方案，使该方案能满足产品在线升级的基本需求，减少单片机相关产品的开发周期。

本发明的有益效果具体表现为：

(1)单片机升级数据提供设备不需要对单片机的平台进行解析和处理，直接按照协议发送数据完成升级全部工作，这样就实现了一个单片机升级数据提供设备可对不同平台的单片机进行升级操作。

(2)本发明的升级方案，在升级异常(收发数据异常、突然掉电)情况下，可以再次进行升级，仍能升级成功。

(3)单片机的引导下载程序只是驱动与单片机平台有关，协议与单片机平台无关，更换单片机平台时，引导下载程序只需简单的更改驱动模块即可。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

其中，1—单片机升级数据提供设备、2—单片机。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

一种单片机的在线升级方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：用烧录器将引导下载程序的可执行二进制文件烧录到单片机2的内部存储器中，然后用烧录器将所需应用程序(应用程序中添加了升级命令和程序复位功能)的二进制文件烧录到单片机2的内部存储器中，其中，所述引导下载程序的可执行二进制文件必须以单片机2内部存储器的0地址开始存储，所需应用程序的二进制文件存放位置为单片机2内部存储器中引导下载程序后面的存储空间，引导下载程序的可执行二进制文件和所需应用程序的二进制文件存储在单片机2内部存储器的不同区域，不能重合；

步骤2：单片机升级数据提供设备1向单片机2发送升级通知命令，单片机2接收到升级通知命令后，在引导下载程序中的升级标志位(在内部存储器的最后的某个特定地址作为升级标志位)进行标记为升级状态(在标志位写入0x55)，单片机2进行复位操作，然后单片机2运行引导下载程序并读取引导下载程序中的升级标志位，此时的升级标志位为需升级标志(为0x55，表示需升级)，此时单片机2进入升级模式；

步骤3：单片机2向单片机升级数据提供设备1发送进入升级模式的通知命令，并把单片机2已做好升级准备告知单片机升级数据提供设备1，单片机升级数据提供设备1按照升级数据包传输协议向单片机2发送所需的升级数据包，单片机2将接收到的升级数据包存储到单片机2的内部存储器中，其中，单片机2每接收到一个升级数据包，都需要向单片机升级数据提供设备1回复处理成功信息，所述每个升级数据包为对应应用程序的二进制升级文件数据；

步骤4：单片机2接收完所有的升级数据包后，擦除引导下载程序中的升级标志位(擦除后，标准位为0xff)并复位应用程序的操作程序，使升级标志位变为不升级直接跳转状态，然后单片机2再重新运行引导下载程序，并开始读取为不升级直接跳转状态的升级标志位，单片机2中的运行指令跳转到应用程序的入口地址，开始运行应用程序，此时即完成了单片机内应用程序的在线升级。

上述技术方案中，所述步骤3中的升级数据包传输协议由依次排列的升级命令包、升级命令回复包、升级数据包和升级数据回复包组成，其中，升级命令包用于告知单片机升级数据提供设备1哪个单片机需要升级(本发明可以实现一个ARM对多个单片机进行在线升级)，以及告知单片机2进入升级流程；所述升级命令回复包用于告知单片机升级数据提供设备1，已接收升级命令，并执行指令已跳入引导下载程序，已做好接收升级数据的准备；升级数据回复包用于告知单片机升级数据提供设备1，单片机2接收到升级数据处理完成，并等待接收下一个数据包；升级数据包包括升级数据当前包的长度、已接收升级数据的长度、升级数据的总长度和升级数据内容。本升级数据包传输协议中，单片机升级数据提供设备1不用考虑单片机2接收数据处理的时间和方式，只提供升级数据，每个包都有交互。根据协议每个数据包能定位存放到单片机2的内部存储器中的位置区间。

上述技术方案中，所述引导下载程序存储在单片机2的内部存储器中的0～48KB的地址空间，故引导下载程序首先运行，所述应用程序的二进制文件存储在单片机2的内部存储器中的48K以后的地址空间，如48～256KB或48～512KB或48～1024kB。

上述技术方案中的步骤3中，每个升级数据包包括当前升级数据包长度、已接收升级文件长度和升级文件总长度以及升级数据内容，单片机2每接收到一个升级数据包时均计算这个升级数据包的已接收文件长度减去当前升级数据包长度是否等于上一个升级数据包的已接收升级文件长度，如果不等于则说明单片机2接收升级数据包时存在丢包，单片机2向单片机升级数据提供设备1回复升级失败通知，重新开始升级，如果等于则说明单片机2接收升级数据包不存在丢包。

上述技术方案中的步骤3中，单片机2在接收升级数据包时，实时判断当前升级数据包长度加上当前已接收升级文件长度是否等于升级文件总长度，如果等于则说明单片机2成功接收到了所有的升级数据包，此时进入步骤4。

上述技术方案中，所述单片机升级数据提供设备1为ARM处理器(Advanced RISC Machines)。

上述技术方案中，引导下载程序和应用程序的地址分配，可以是两个程序在同一个单片机2内部存储器地址控制中来回的跳转运行，彼此互不干扰。

上述单片机的在线升级方法中，单片机2的引导下载程序主体架构和单片机2的平台无关，和单片机2有关的是通信的接口驱动和单片机2内部存储器的读写驱动。该引导下载程序做驱动接口的修改可以在不同平台的单片机2中使用。

本发明的主要特点是兼容性较强，该升级方案的单片机升级数据提供设备1不依赖于单片机2的平台和型号，单片机2升级的引导下载程序主体可以通用。在产品更新或产品升级过程中，某个模块的更新或某个设备的更新，本发明的升级方案可以很好的兼容，避免升级方案再次开发，提高了开发效率。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种单片机的在线升级方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：用烧录器将引导下载程序的可执行二进制文件烧录到单片机(2)的内部存储器中，然后用烧录器将所需应用程序的二进制文件烧录到单片机(2)的内部存储器中，其中，引导下载程序的可执行二进制文件和所需应用程序的二进制文件存储在单片机(2)内部存储器的不同区域；

步骤2：单片机升级数据提供设备(1)向单片机(2)发送升级通知命令，单片机(2)接收到升级通知命令后，在引导下载程序中的升级标志位进行标记为升级状态，单片机(2)进行复位操作，然后单片机(2)运行引导下载程序并读取引导下载程序中的升级标志位，此时的升级标志位为需升级标志，此时单片机(2)进入升级模式；

步骤3：单片机(2)向单片机升级数据提供设备(1)发送进入升级模式的通知命令，并把单片机(2)已做好升级准备告知单片机升级数据提供设备(1)，单片机升级数据提供设备(1)按照升级数据包传输协议向单片机(2)发送所需的升级数据包，单片机(2)将接收到的升级数据包存储到单片机(2)的内部存储器中，其中，单片机(2)每接收到一个升级数据包，都需要向单片机升级数据提供设备(1)回复处理成功信息，所述每个升级数据包为对应应用程序的二进制升级文件数据；

步骤4：单片机(2)接收完所有的升级数据包后，擦除引导下载程序中的升级标志位并复位应用程序的操作程序，使升级标志位变为不升级直接跳转状态，然后单片机(2)再重新运行引导下载程序，并开始读取为不升级直接跳转状态的升级标志位，单片机(2)中的运行指令跳转到应用程序的入口地址，开始运行应用程序，此时即完成了单片机内应用程序的在线升级。

2.根据权利要求1所述的单片机的在线升级方法，其特征在于：所述步骤3中的升级数据包传输协议由依次排列的升级命令包、升级命令回复包、升级数据包和升级数据回复包组成，其中，升级命令包用于告知单片机升级数据提供设备(1)哪个单片机需要升级，以及告知单片机(2)进入升级流程；所述升级命令回复包用于告知单片机升级数据提供设备(1)，已接收升级命令，并执行指令已跳入引导下载程序，已做好接收升级数据的准备；升级数据回复包用于告知单片机升级数据提供设备(1)，单片机(2)接收到升级数据处理完成，并等待接收下一个数据包；升级数据包包括升级数据当前包的长度、已接收升级数据的长度、升级数据的总长度和升级数据内容。

3.根据权利要求1所述的单片机的在线升级方法，其特征在于：所述引导下载程序存储在单片机(2)的内部存储器中的0～48KB的地址空间，所述应用程序的二进制文件存储在单片机(2)的内部存储器中的48K以后的地址空间。

4.根据权利要求1所述的单片机的在线升级方法，其特征在于：所述步骤3中，每个升级数据包包括当前升级数据包长度、已接收升级文件长度和升级文件总长度以及升级数据内容，单片机(2)每接收到一个升级数据包时均计算这个升级数据包的已接收文件长度减去当前升级数据包长度是否等于上一个升级数据包的已接收升级文件长度，如果不等于则说明单片机(2)接收升级数据包时存在丢包，单片机(2)向单片机升级数据提供设备(1)回复升级失败通知，重新开始升级，如果等于则说明单片机(2)接收升级数据包不存在丢包。

5.根据权利要求4所述的单片机的在线升级方法，其特征在于：所述步骤3中，单片机(2)在接收升级数据包时，实时判断当前升级数据包长度加上当前已接收升级文件长度是否等于升级文件总长度，如果等于则说明单片机(2)成功接收到了所有的升级数据包，此时进入步骤4。

6.根据权利要求1所述的单片机的在线升级方法，其特征在于：所述单片机升级数据提供设备(1)为ARM处理器。

7.根据权利要求1所述的单片机的在线升级方法，其特征在于：所述步骤1中，所述引导下载程序的可执行二进制文件必须以单片机(2)内部存储器的0地址开始存储，所需应用程序的二进制文件存放位置为单片机(2)内部存储器中引导下载程序后面的存储空间。