基于USB息線的MC68HC908JB8 Flash在線編程
加入技術(shù)交流群
ICP是一種在實(shí)際的目標(biāo)電路板上燒寫和擦除芯片的方法，無需從目標(biāo)板上將芯片卸下來再編程實(shí)現(xiàn)用戶程序的修改。這種方法適用于產(chǎn)品開發(fā)和代碼升級。目前市面上很多芯片(如Philips公司的P89C51、P89V51和LPC932A1，STC89C51和STC89L516RD+，以及AVR公司的ATmega8系列等)都支持串口ICP方式。本文采用USB接口的ICP方法，燒寫速度快，無需專用的電平轉(zhuǎn)換芯片，硬件通過微處理器JB8的USB接口與計(jì)算機(jī)USB口連接即可。
1 底層軟件實(shí)現(xiàn)方法
1.1 Flash配置
為使用ICP通信連接的USB接口，必須修改JB8中的用戶代碼以識別預(yù)先為ICP定義的USB命令。因此在出廠前，必須將ICP代碼燒入JB8中。JB8的Flash配置如圖1所示。
圖1中，用戶Flash區(qū)范圍為$DC00～$FBFF，用戶Flash向量區(qū)是從$FFFO到$FFFF。ICP的配置中：ICP的代碼是從$F800到 $FBFF。用戶Flash向量區(qū)在ICP操作中是不能再編程的，這兩個區(qū)是JB8事先寫入的，ICP操作可以對$DCOO～$F7FF的Flash區(qū)(圖1中陰影區(qū))進(jìn)行擦除和燒寫。
1.2 向量重定位
因?yàn)镮CP的操作只能對用戶代碼進(jìn)行編程和燒寫，不能擦除用戶Flash向量，且用戶F1ash向量是固定的，因此在用戶代碼中的中斷服務(wù)子程序地址必須重新定位到合適的地址。這種重新定位是通過“假”向量來實(shí)現(xiàn)的，3字節(jié)的假向量包括JMP指令和在用戶代碼中的中斷服務(wù)子程序的絕對地址。圖2中指出了假向量是如何重定位的。只有復(fù)位向量沒有重新定位，總是指向$F800(ICP代碼的入口地址)。
表1列出了中斷向量地址和重定位“假”向量地址。
1．3 安全密鑰防止非法訪問
$FFF6～$FFFD的8字節(jié)內(nèi)容用于進(jìn)入JB8的監(jiān)控模式。監(jiān)控軟件能完全訪問F1ash區(qū)，正常情況下，8字節(jié)的安全密鑰是不可能被猜出的，因?yàn)檫@些中斷服務(wù)程序的起始地址是被固化到用戶代碼區(qū)中的。
1．4 在ICP期間防止掉電的措施
配置ICP時必須考慮到ICP子程序運(yùn)行過程中有可能掉電，系統(tǒng)必須能夠恢復(fù)和完成ICP程序。ICP_FLAG字的設(shè)計(jì)正是基于此目的。復(fù)位后讀ICP_FLAG字，決定JB8是進(jìn)入正常的工作模式還是ICP模式。該字地址是$F7FE，在用戶代碼區(qū)的最后2個字節(jié)。復(fù)位之后，復(fù)位向量地址$FFFE～$FFFF指向ICP程序入口地址$F800，一旦初始化完成，檢查進(jìn)入ICP模式或用戶模式的條件。在以下2種情況下JB8進(jìn)入ICP模式：
①“假”向量的高字節(jié)$FF7C是無效的，即不在$DC和$F7之間；
②ICP_FLAG字不等于校驗(yàn)和。否則，JB8進(jìn)入正常的工作模式。
1．5 ICP編程
ICP編程流程圖如圖3所示。
一旦用戶代碼被燒入芯片，而“假”向量的高字節(jié)在無效的范圍($DC～$F7)，同時ICP_FLAG被寫入校驗(yàn)和(不能是$0000)，則在插撥USB設(shè)備后，ICP代碼跳轉(zhuǎn)到正常操作的用戶模式。
進(jìn)入JB8 ICP模式有2種方式：ICP_FLAG被寫入$0000，或者PTA0被下拉成低電平。用戶代碼包括特別的命令來編寫ICP_FLAG，一旦ICP_FLAG被寫入零，則再次插撥上電后，JB8進(jìn)入ICP模式。ICP指令支持有限的USB標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，如讀取描述符和狀態(tài)字，設(shè)置地址和配置字，以及清特征字。
本文使用了一些必要的擦除、編程、校驗(yàn)Flash命令，如表2所列。
在使用讀取狀態(tài)命令后，程序返回1字節(jié)的應(yīng)答命令來表示Program Row(行編程命令)、Erase Block(塊擦除命令)和Verify Row(行校驗(yàn)命令)命令是否成功。字節(jié)$01表示命令執(zhí)行成功，字節(jié)$04表示命令執(zhí)行失敗。
1.6 ICP_FLAG的編程
由于JB8是為HID應(yīng)用設(shè)計(jì)的，最好使用HID命令來編寫ICP_FLAG，這樣可以無需額外的驅(qū)動。本文使用8字節(jié)的Set_Feature指令來設(shè)置ICP_FLAG，使用8字節(jié)的Get_Ack指令(只有1字節(jié)是有用的)來校驗(yàn)設(shè)置是否正確(響應(yīng)為$0O表示命令成功，為$01表示命令失敗)。設(shè)置8字節(jié)足出于安全的考慮，如果這8字節(jié)與JB8中$FFE6～$FFED的8字節(jié)相匹配，那么命令才是有效的。只有命令有效，ICP_FLAG才會被寫入0。指令使用格式如表3所列。
2 應(yīng)用軟件
USB ICP驅(qū)動程序的安裝與普通的硬件驅(qū)動程序安裝一樣，需要安裝USB ICP．SYS文件和注冊表文件USBICP．INF。USB ICP的Windows運(yùn)行界面如圖4所示。
選擇燒寫文件(．SX格式)，擦除Flash(Erase Flash)后執(zhí)行空檢查(Blank Check)，然后選擇燒寫(Program)芯片，最后執(zhí)行校驗(yàn)(Verify)。
結(jié)語
本文采用集成USBl．1協(xié)議的MC68HC908JB8，擴(kuò)展了ICP在串行口的應(yīng)用方式用于開發(fā)，調(diào)試方便，實(shí)際運(yùn)行效果很好，有一定的應(yīng)用價值。
編者注：上位機(jī)驅(qū)動程序代碼、下位機(jī)固件燒寫代碼和測試程序見本刊網(wǎng)站www．mesnet．com．cn。
評論