KR100402516B1 - 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛에서 프로그램 코드를갱신하는 방법 - Google Patents

내장형 마이크로 컨트롤러 유닛에서 프로그램 코드를갱신하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(embedded micro-controller unit)은 직렬 인터페이스(serial interface)를 포함한다. 프로그램 제어 장치(program control device)는 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛에 연결된다. 직렬 인터페이스는 프로그램 코드를 갱신하는 동안 요구 신호(request signal)를 마이크로 프로세서로 송신한다. 마이크로 프로세서는 요구 신호를 수신한 후, 프로그램 메모리를 제어하는 전원을 직렬 인터페이스로 전송하고 유휴 상태(idle state) 또는 정지 상태(halt state)로 된다. 프로그램 제어 장치는 직렬 인터페이스를 통해 새로운 프로그램 코드를 프로그램 메모리 내에 직접 쓸 수 있다.

Description

내장형 마이크로 컨트롤러 유닛에서 프로그램 코드를 갱신하는 방법 {METHOD FOR RENEWING PROGRAM CODE IN AN EMBEDDED MICRO-CONTROLLER UNIT}
본 발명은 프로그램 기록 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 응용 시스템(application system)에서 프로그램을 기록하는 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 시스템은 자신의 특성에 따라 재프로그램 가능 시스템(reprogrammable system)과 내장형 시스템(embedded system)으로 분류할 수 있다. 이 재프로그램 가능 시스템은 많은 데이터를 저장하는 기억 장치(storage device), 정보를 입력하는 키보드(keyboard), 및 결과를 표시하는 표시 장치(display)를 포함하는 개인용 컴퓨터(personal computer)와 유사하다. 프로그램은 이 기억 장치에 저장될 수 있고, 그 후 사용자는 키보드를 사용하여 처리할 프로그램을 호출하기 위한 특정 커맨드(command)를 입력할 수 있고, 처리 결과는 표시 장치(display)에 표시된다. 프로그래머는 필요하다면 이 프로그램을 수정하거나 재기록할 수 있다.
내장형 시스템은 소위 단일 칩 마이크로 프로세서이다. 이런 종류의 내장형 시스템에서는 프로그램 메모리 및 입/출력 장치는 하나의 칩에 내장된다. 그런 다음 프로그램 코드를 기록자가 프로그램 메모리 내로 기록하며, 기계(machine)등을 마이크로 제어하는 것과 같은 특정 프로세스를 수행한다. 그러므로, 단일 칩 마이크로 프로세서는 마이크로 컨트롤러 또는 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛 즉, 내장형 MCU로 지칭될 수 있다. 마이크로컴퓨터 시스템에서 이 내장형 시스템을 이용하는 것은 메모리와 입/출력 장치 사이에 인터페이스를 설계하지 않아도 되므로 디자인을 단순화할 수 있고 제조 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 마이크로 프로세서(102), 프로그램 메모리(104) 및 복수의 기능 블록(106)을 포함하는 마이크로 컨트롤러(100)의 블록도를 도시한다. 데이터의 입/출력, 데이터의 처리 및 연산을 마이크로 프로세서(102)에 의한 프로그램의 명령(instruction)에 따라 순차적으로 실행된다. 프로그램밍 프로세스에서 입력 정보를 수신한 후에, 마이크로 프로세서(102)는 버퍼를 통해 프로그램 메모리(104)에 저장된 응용 프로그램과 데이터를 호출할 수 있고, 그 후 응용 프로그램의 명령에 따라 데이터를 처리하고 연산한다. 마이크로 프로세서는 출력 장치로 처리 결과를 송신하거나 복수의 기능 블록(106)을 구동하기 위해 처리 결과를 이용한다.
도 2는 입력 장치(202), 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(100) 및 복수의 기능 블록(204)을 포함하는 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템(200)의 블록도를 도시한다. 입력 정보를 수신한 후, 입력 장치는 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(100)으로 요구 신호(required signal)와 입력 정보를 전송할 수 있다. 이 신호와 정보를 수신한 후, 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(100)은 수신된 정보를 처리하고 나서 후속 처리를 위해 연산 결과를 기능 블록(204)으로 전송할 수 있다.
프로그램 메모리(104)에 저장되는 프로그램 코드 예를 들면, 중요한 응용 프로그램 및 기본 입/출력 시스템(basic input/output operating system; BIOS)은 프로그램 메모리(104)에 인가되는 전원이 꺼질 경우에도 삭제되어서는 안된다. 그러나 이 프로그램 코드는 소프트웨어 개발 단계 또는 소프트웨어 기능을 갱신하는 중에 종종수정될 필요가 있다. 플래시 소거 가능 및 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(flash erasable and programmable read only memory; flash EPROM)는 업계에서 일반적인 프로그램 메모리이다.
플래시 EPROM에 프로그램 코드를 쓰기 위한 방법에는 두 가지가 있다. 하나는 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛을 시스템에서 분리한 후, 프로그램 코드를 이 플래시 EPROM 내로 쓰기 위해 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛을 EPROM 기록기 내에 위치시킨다. 버그(bugs)를 수정할 때에는 반복적으로 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛을 시스템에서 분리하여야 하므로, 기계를 갱신 처리 중에 중단하여야 하는데, 이것은 제조 공정을 방해(interrupt)할 수 있다. 다른 하나는 시스템 내에서 프로그램밍(in-system programming)하는 방법이다. 이 방법에 따르면 쓰기 처리(writing process) 동안 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛을 시스템에서 분리할 필요가 없다. 그러므로, 이 시스템은 기본 기능을 계속 유지할 수 있다. 그러나, 마이크로 프로세서가 갱신 데이터를 읽으면 시스템의 오작동이 유발될 수 있다. 따라서 마이크로 프로세서는 오작동을 피하기 위해 다른 프로그램 메모리로 이동하여 처리를 수행한다. 마이크로 프로세서는 데이터를 수신한 후, 갱신되어야 하는 프로그램 메모리로 상기의 데이터를 전송한다. 그러나, 이 방법에도 약간의 결점이 존재한다. 쓰기 처리는 마이크로 프로세서의 참여로 마이크로 프로세서의 동작 속도를 감소시킨다. 한편, 이 방법은 쓰기 처리 동안 마이크로 프로세서의 동작을 제공하기 위해 부가적인 프로그램 메모리를 요구하며, 이는 제조 비용을 증가시킨다. 다른 방법은 이 마이크로 컨트롤러 유닛 내의 마이크로 프로세서가 프로그램 코드의 갱신 요구를 수신하는 즉시 상태를 리셋하도록 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛에 설정한다. 이 마이크로 프로세서의 출력 포트 및 기능 블록은 이 상태에서 동작하지 않으므로 전체 시스템을 손상시킬 가능성을 증가시킨다.
그러므로, 본 발명의 목적은 프로그램 코드를 쓰는 향상된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 프로그램 메모리로 프로그램 코드를 직접 쓰기 위한 소정의 2-핀 직렬 인터페이스를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛을 도시하는 블록도.
도 2는 종래의 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템을 도시하는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템을 도시하는 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛을 도시하는 블록도.
본 발명에 따른 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템은 소정의 2-핀 직렬인터페이스를 구비한 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함한다. 프로그램 제어 장치는 플래시 EPROM에 프로그램 코드를 쓰기 위해, 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템에 연결한다. 직렬 인터페이스를 이용하여 프로그램 코드를 쓰는 것은 마이크로 프로세서의 참여 단계를 없애고 쓰기 속도를 증가시키기 위해 프로그램 코드를 직렬 인터페이스를 통해 직접 쓸 수 있으므로 시간 소모를 줄일 수 있다.
이러한 발명의 목적에 따라, 프로그램 코드를 플래시 EPROM 내로 직접 쓰기 위한 새로운 방법을 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템에 제공한다.
본 발명의 이러한 특징 및 많은 부수적인 장점들은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 참조하면 보다 명백하게 이해될 것이다.
다음은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다.
본 발명에 따른 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템은 소정의 2-핀 직렬 인터페이스를 가진 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함한다. 프로그램 제어 장치는 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템에 연결된다. 소정의 2-핀 직렬 인터페이스는 갱신 처리를 시작하는 동안 프로그램 제어 장치로부터 프로그램 코드 갱신 요구 신호를 수신한다. 직렬 인터페이스는 프로그램 코드 갱신 요구 신호를 마이크로 프로세서로 전송한다. 요구 신호를 수신한 후, 마이크로 프로세서는 유휴 상태 또는 정지 상태로 되어, 갱신 처리 중에 마이크로 프로세서가 프로그램 코드를 계속 읽는 것을 방지한다. 이런 종류의 제어 방법은 소정의 2-핀 직렬 인터페이스만을 추가하면 되므로 사용하기가 쉽다. 따라서 본 발명에 따른 이 방법은 종래의 방법보다 탁월한 효과를 낳고 기록 속도를 향상시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 응용 시스템의 블록도를 도시한다. 이 응용 시스템의 구조는 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템(300) 및 쓰기 처리를 제어하는 호스트(host)이고 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템(300)에 연결된 프로그램 제어 장치(302)를 포함한다. 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템(300)은 전체 시스템이 동작하기 시작할 때 기능 장치(204)를 제어하는 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(304), 기능 장치(204), 및 입력 장치(202)를 포함한다. 입력 정보를 수신한 후, 입력 장치(202)는 이 입력 정보를 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(304)으로 송신할 수 있다. 이 입력 정보를 수신한 후, 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(304)은 이 입력 정보를 처리하기 시작하고 후속 처리를 위해 처리 결과를 기능 장치(204)로 송신한다. 한편, 프로그램 코드를 갱신할 때, 프로그램 제어 장치(302)는 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(304)으로 요구 신호를 송신한다. 이 요구 신호를 수신한 후, 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(304)은 갱신 작업을 시작한다.
도 4는 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(304)의 구조를 도시한다. 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(304)은 마이크로 프로세서(102), 프로그램 메모리(104),복수의 기능 블록(106) 및 프로그램 제어 장치(302)를 연결하는 2-핀 직렬 인터페이스(402)를 포함한다. 마이크로 프로세서(102)는 응용 프로그램 명령에 따라서 데이터를 처리한다. 입력 정보를 수신한 후, 마이크로 프로세서(102)는 일반적으로 버퍼를 통해 프로그램 메모리(104)에 저장된 응용 프로그램과 데이터를 호출한 후, 마이크로 프로세서(102)는 데이터를 처리하고 연산한다. 처리 및 연산 결과는 출력 장치로 송신되어, 복수의 기능 블록(106)을 구동한다.
쓰기 작업을 시작할 때, 직렬 인터페이스(402)는 마이크로 프로세서(102)로 요구 신호를 송신한다. 요구 신호를 수신한 후, 마이크로 프로세서(102)는 직렬 인터페이스(402)로 프로그램 메모리(104)를 제어하는 전원을 전송하고 유휴 상태(idle state)나 정지 상태(halt state)로 된다. 프로그램 제어 장치(302)는 직렬 인터페이스(402)를 통해 새로운 프로그램 코드를 프로그램 메모리(104)에 직접 쓴다. 마이크로 프로세서(102)가 이 단계에 참여하지 않기 때문에 프로그램 코드의 쓰기 속도가 빨라진다. 한편, 본 발명에 따른 방법은 쓰기 처리 동안에 마이크로 프로세서(102)의 처리 동작을 위한 부가적인 프로그램 메모리를 요구하는 종래의 방법과 구별된다. 본 발명에 따른 방법은 제조 비용을 줄인다.
수신 처리 동안 직렬 인터페이스(402)는 전송 프로그램 코드의 주기적인(cyclic) 중복 검사 코드(redundancy check code)를 연산하고 저장한다. 프로그램 제어 장치(302)에 저장되는 이 주기적인 중복 검사 코드를 쓰기 처리 후 직렬 인터페이스(402)에 저장되는 주기적인 중복 검사 코드와 비교하여 프로그램 코드 쓰기 처리가 성공적으로 수행되었는지 여부를 결정한다. 프로그램 제어 장치(302)는 프로그램 코드 갱신의 요구 신호를 수신하는 즉시 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(304)에게 리셋 상태로 되도록 요구하는 종래의 방법과는 달리, 프로그램 메모리(104)에 이 프로그램 코드를 성공적으로 기록한 후 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(304)에게 리셋 상태로 되도록 요구한다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 마이크로 프로세서(102) 및 기능 블록(106)의 일시적인 유휴 상태로 인한 손상을 피할 수 있다. 2 비트 전송 데이터의 중복으로 인해 발생하는 주기적인 중복 검사 코드는 소정의 2 비트 고정 수(fix two-bit number)로 나눠진다. 이 중복 검사 코드는 데이터와 함께 저장된다. 데이터를 수신하고 읽는 동안 오류 코드를 찾기 위해 저장된 주기적인 중복 검사 코드를 비교하여 코드를 검사한다.
해당 분야의 당업자는 이해할 수 있듯이, 상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 한정하기보다 본 발명을 예시하기 위해 이용된다. 첨부된 청구 범위의 본질 및 범위 내에 포함되는 다양한 변형과 유사한 예를 포함하기 위한 것이고 청구 범위는 모든 변형과 유사한 구조를 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.
종래의 기록 처리 동안, 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템은 잘못된 프로그램 코드를 읽는 것을 피하기 위해 동작이 중지(shut down)되거나 리셋된다. 따라서 이런 상황에서는 이 시스템의 손상 위험을 증가시킨다. 본 발명은 이미 기술한 문제를 해결하기 위한 새로운 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템은 소정의 2-핀 직렬 인터페이스를 구비한 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함한다. 프로그램 제어 장치는 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템에 연결되어 플래시 EPROM 내에 프로그램 코드를 쓴다. 프로그램 제어 장치는 직렬 인터페이스를 통해 플래시 EPROM 내에 프로그램 코드를 직접 쓸 수 있다. 그러므로 이 제어 방법은 2-핀 인터페이스 쓰기 처리로 인해 용이하다. 다른 장점은 본 발명에 따른 프로그램 코드 갱신 처리 중에 내장형 마이크로 컨트롤러 응용 시스템을 작동 중지하거나 리셋할 필요가 없으므로, 이 시스템은 긴 수명 주기(life cycle)과 뛰어난 신뢰성을 가진다는 것이다.

Claims (5)

  1. 내장형 마이크로 컨트롤러 유닛(embedded micro-controller unit)에서 프로그램 코드(program codes)를 갱신하는 방법으로서,
    요구 신호(request signal)를 인터페이스를 통해 출력 장치에서 마이크로 프로세서로 송신하는 단계;
    상기 마이크로 프로세서가 상기 요구 신호를 수신한 경우, 유휴 상태(idle state) 또는 정지 상태(halt state)로 되고 상기 인터페이스로 프로그램 메모리를 제어하는 전원을 전송하는 단계;
    상기 출력 장치가 상기 인터페이스를 통해 데이터를 메모리에 쓰는 경우, 상기 데이터의 검사 코드(check code)를 상기 인터페이스에 기록하는 단계;
    상기 인터페이스에 의해 기록된 상기 검사 코드와 상기 출력 장치에 의해 기록된 검사 코드를 대조하는 단계; 및
    상기 대조가 옳은 경우 상기 출력 장치에서 상기 인터페이스를 통해 상기 마이크로 프로세서로 리셋 신호를 송신하거나, 상기 대조가 틀린 경우 상기 데이터를 상기 메모리에 다시 쓰는 단계
    를 포함하는 프로그램 코드 갱신 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 출력 장치는 새로운 프로그램 코드를 쓰기 위한 호스트(host)인 프로그램 제어 장치인 프로그램 코드 갱신 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 인터페이스는 2-핀 인터페이스(two-pin interface)인 프로그램 코드 갱신 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 메모리가 플래시 소거 가능 및 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(flash EPROM)인 프로그램 코드 갱신 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 검사 코드는 소정의 2 비트 고정 수(fix two-bit number)에 의해 나눠지는 2 비트 전송 데이터의 중복으로 인해 발생하는 주기적인 중복 검사 코드 (cyclic redundancy check code)인 프로그램 코드 갱신 방법.
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