基于PIC單片機的應用程序升級方法

0 引言
dsPIC33F系列單片機是美國微芯公司(Microchip)推出的一款高性能單片機，它將數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)的高速運算能力與單片機的控制特性無縫地集成在一起，為嵌入式系統(tǒng)設計提供了高性價比的單芯片、單指令流的解決方案，在音頻處理、視頻處理及工業(yè)控制等方面得到了廣泛應用。但是在實際應用中，由于客戶需求變化或程序BUG修改等原因，經(jīng)常出現(xiàn)需要使單片機應用程序升級的情況，本文利用dsPIC33F單片機運行時的自編程(Run-Time Serf-Programming，RTSP)特性，實現(xiàn)了基于該單片機應用程序的升級功能。

1 基本原理
dsPIC33F系列單片機提供了兩種方式用于對其內(nèi)部程序存儲器進行編程：在線串行編程(In-Circuit Serial Programming，ICSP)和運行時自編程(Run-TimeSelf-Programming，RTSP)。ICSP使用5根線對單片機編程，主要用于產(chǎn)品調(diào)試或生產(chǎn)過程中，顯然不適合用于產(chǎn)品運行時的程序升級。RTSP是通過使用TBLRD(表讀)和TBLWT(表寫)指令來完成的，使用RTSP可以一次將64條指令(192 B)的塊(或“行”)或單個程序存儲字寫入程序存儲器，也可以一次擦除512條指令(1 536 B)的塊(或“頁”)，由于該方法采用程序指令實現(xiàn)了自編程，可應用于產(chǎn)品運行時的程序升級，因此本文采用RTSP方法實現(xiàn)基于dsPIC33F系列單片機的應用程序升級功能。程序升級的實質(zhì)是對程序存儲器內(nèi)容的更新，所以有必要先了解一下dsPIC33F單片機的程序存儲器內(nèi)部結構。
1．1 dsPIC33F單片機的程序存儲器內(nèi)部結構
dsPIC33F單片機的程序存儲器結構如圖1所示。一般情況下，“復位地址”的內(nèi)容為全0，單片機復位后均從程序存儲器地址0的位置上開始執(zhí)行，即從圖1中的“GOTO指令”位置開始執(zhí)行。在這里存放了一個跳轉(zhuǎn)指令，直接指向用戶程序的首址，默認情況下該位置的指令為“GOTO 0x200”，即默認跳轉(zhuǎn)到首址為0x200的用戶程序(圖1中的“用戶程序存儲空間”)開始執(zhí)行。dsPIC33F單片機具有2個中斷向量表，即“中斷向量表”和“備用中斷向量表”，地址分別從0x000004～0x0000FF和0x000100～0x0001FF這兩個中斷向量表允許使用不同的中斷服務程序來處理每個中斷源。程序升級功能正是基于程序存儲器內(nèi)部結構的以上特性而實現(xiàn)。

1．2 程序升級功能的實現(xiàn)流程
將圖1中的“用戶程序存儲空間”分為引導程序和應用程序2部分，如圖2(a)所示。引導程序用于引導用戶程序是進入升級狀態(tài)，還是進入正常運行狀態(tài)，若進入升級狀態(tài)則接收新的程序數(shù)據(jù)，并更新程序存儲器的內(nèi)容；若進入正常運行狀態(tài)則程序跳轉(zhuǎn)到應用程序區(qū)。應用程序是為了實現(xiàn)產(chǎn)品功能而編寫的程序，也就是本文所謂“程序升級”的對象。