基于MSP430系列單片機的遠(yuǎn)程升級方案

MSP430系列單片機常用的程序下載方式為JTAG、BSL，實際產(chǎn)品應(yīng)用中會用到固件的升級，如果是異地設(shè)備，則給升級帶來不少麻煩。有沒有普通用戶就可操作的固件升級方案呢？就像BootLoader，可通過命令選擇啟動方式，甚至實現(xiàn)遠(yuǎn)程升級？答案是有的。其原理就是通過FLASH操作，將新的固件刷到FLASH中去，然后轉(zhuǎn)到固件起始地址運行。

MSP430串口升級程序

MSP430 FLASH ROM

1. 如下圖所示， 如下圖所示， 如下圖所示， FLASH ROM為 32K 字節(jié)（FLASH大小要根據(jù)你用的具體型號做調(diào)整），分為 64 個段，每個段分為512字節(jié)，512字節(jié)又細(xì)分為 8個塊 ，每塊64字節(jié)。

2. MSP430F247每次最小可擦除1個段的空間，除操作是向該寫滿 0XFF。

3. 32K字節(jié)的 FLASH ROM起始地址為 0X0FFFF –0X080000，對應(yīng)Segment0 – Segment63.

4. RST復(fù)位中斷向量地址為0x0FFFE，其由編譯器自動寫入跳轉(zhuǎn)到main（）函數(shù)的指令。

中斷向量

當(dāng)有外部復(fù)位、軟件復(fù)位等，都會觸發(fā)名為Reset的不可屏蔽中斷，此時MCU會自動將中斷向量0xFFFE裝入PC指針，從而引導(dǎo)程序運行。

除了Reset中斷，還有其它例如UART、SPI、TIMER等中斷，中斷向量記錄了中斷子程序的入口地址，中斷向量表如下：

存儲空間劃分

增加串口升級功能需要有該部分程序支撐，因此FLASH ROM被劃分成兩部分：引導(dǎo)分區(qū)、應(yīng)用分區(qū)，引導(dǎo)分區(qū)運行bootloader，當(dāng)需更新代碼時，該部分程序會讀取串口發(fā)送的程序文件，并將其下載到應(yīng)用分區(qū)；應(yīng)用分區(qū)用于存放應(yīng)用程序。

具體分區(qū)見下圖：

這里系統(tǒng)分區(qū)占了1.5KB的空間，其中包括了bootloader代碼分區(qū)和中斷向量分區(qū)。應(yīng)用程序分區(qū)也包括代碼區(qū)和中斷向量區(qū)兩部分，但這里的中斷向量卻是虛擬中斷向量，原因：中斷向量表不能重新映射。

具體實現(xiàn)

程序更新步驟：1、設(shè)備上電； 2、運行bootloader程序； 3、延時等待遠(yuǎn)程升級命令；4、收到更新命令進(jìn)入升級功能；5、將應(yīng)用分區(qū)擦除；6、將接收的程序?qū)懭霊?yīng)用分區(qū)；7、跳轉(zhuǎn)PC指針到應(yīng)用程序的復(fù)位地址；8、運行新的應(yīng)用程序。

程序運行的步驟：1、設(shè)備上電； 2、運行bootloader程序； 3、延時等待遠(yuǎn)程升級命令；4、接收命令超時；5、判斷應(yīng)用分區(qū)是否有可運行的程序；6、跳轉(zhuǎn)PC指針到應(yīng)用程序的復(fù)位地址；7、運行應(yīng)用程序。（如果沒有可運行的程序、則一直停留在bootloader）

關(guān)鍵技術(shù)：

1、通過移動PC指針實現(xiàn)了bootloader到應(yīng)用程序的切換、同時也實現(xiàn)了虛擬中斷向量表。

2、通過FLASH ROM的讀寫操作實現(xiàn)應(yīng)用程序的更新

總結(jié)

順利實現(xiàn)MSP430的遠(yuǎn)程升級，這里我要感謝梁先生的網(wǎng)絡(luò)資料。其實，只要單片機有FLASH的讀寫接口，就能根據(jù)此原理實現(xiàn)bootloader，同時接口也不局限與串口，只要有機制獲取新程序，就可以通過這種方式實現(xiàn)對MCU的升級。
編輯：hfy