芯科科技光模塊利器預(yù)置I2C Bootloader功能

Silicon Labs（亦稱芯科科技）在全系列EFM8 8位MCU出廠時(shí)預(yù)置帶I2C、UART或USB等多種方式下載功能的Bootloader進(jìn)行程序更新，并提供源代碼方便用戶進(jìn)行定制Bootloader，這對(duì)于廣大的光模塊研發(fā)工程師來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是注入了一支興奮劑。

什么是Bootloader？

Bootloader顧名思義，即具有Boot引導(dǎo)系統(tǒng)和Loader更新系統(tǒng)功能，其功能類似計(jì)算機(jī)的BIOS，是MCU上電后執(zhí)行的第一段代碼，它完成CPU和相關(guān)硬件的初始化后，判斷系統(tǒng)此時(shí)應(yīng)進(jìn)入Boot模式還是Loader模塊。在Boot模式下，MCU會(huì)跳轉(zhuǎn)到用戶代碼處執(zhí)行用戶程序；在Loader模式下，MCU接收I2C、UART或USB等方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，覆蓋用戶程序代碼區(qū)，更新程序代碼。

通過(guò)預(yù)置Bootloader，用戶可以不使用調(diào)試接口和工具，直接在通訊接口上進(jìn)行程序的更新和升級(jí)，極大地方便用戶更新產(chǎn)品程序。

光模塊為何需要內(nèi)置I2C Bootloader？

一直以來(lái)，Bootloader由于硬件限制，只限于在性能和存儲(chǔ)容量大的32位嵌入式系統(tǒng)上使用，作為引導(dǎo)操作系統(tǒng)的功能。隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)品對(duì)體積、功能、應(yīng)用和調(diào)試等多方面的需求，8位MCU上也開始出現(xiàn)Bootloader需求，光模塊在這方面體現(xiàn)得尤其強(qiáng)烈。

光模塊的作用就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過(guò)光纖傳送后，接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光模塊的體積非常小，對(duì)硬件工程師布線是一個(gè)很大的考驗(yàn)，很多工程師為預(yù)留程序下載接口絞盡腦汁。由于光模塊普遍采用I2C Slave接收數(shù)據(jù)，因此內(nèi)置I2C Bootloader進(jìn)行程序更新，可以極大地方便硬件工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)方便客戶批量生產(chǎn)。

EFM8的I2CBootloader實(shí)現(xiàn)

Silicon Labs的8位MCU由于體積小、功耗低、外圍器件少、性能穩(wěn)定，受到廣大光模塊廠家的青睞，其C8051F33X、C8051F39X和C8051F85X等系列的8位MCU在光模塊領(lǐng)域普遍使用。今年，Silicon Labs繼續(xù)發(fā)力，針對(duì)光模塊市場(chǎng)推出EFM8BB系列的低成本和EFM8LB系列的高性能MCU，并在EFM8全系產(chǎn)品中加入Bootloader。

計(jì)算機(jī)通過(guò)USB或串口通過(guò)EFM8進(jìn)行程序更新的原理如圖1所示：

圖1： EFM8的USB和串口下載

計(jì)算機(jī)上的下載軟件首先將下位機(jī)上執(zhí)行的固件HEX文件轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的記錄文件，然后將文件內(nèi)容拆分成多個(gè)數(shù)據(jù)包，分次傳給EFM8 Bootloader，EFM8收到數(shù)據(jù)后解包，更新用戶程序區(qū)代碼。

由于計(jì)算機(jī)沒有I2C接口，因此EFM8的I2C下載需要增加MCU進(jìn)行UART到I2C協(xié)議轉(zhuǎn)換，如圖2所示：

圖2 ：EFM8的I2C下載

目前UART到I2C協(xié)議轉(zhuǎn)換，Silicon Labs提供基于C8051F37X和C8051F39X的全套源代碼，客戶也可以輕松地移植到其它平臺(tái)上。

EFM8內(nèi)置的Bootloader位于其代碼安全頁(yè)上，確保Bootloader在Flash頁(yè)被鎖定的情況下仍然正確更新程序，同時(shí)，如果客戶不需要Bootloader，也可以用下載器擦除釋放Flash空間。

綜上所述，Silicon Labs充分考慮光模塊的需求，適時(shí)在EFM8上增加I2C下載功能，同時(shí)繼續(xù)保持其業(yè)界體積小、功耗低的優(yōu)勢(shì)，無(wú)疑會(huì)增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，使其繼續(xù)保持光模塊市場(chǎng)份額領(lǐng)先地位。