DAB接收機USB固件升級的實現(xiàn)
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4.1 接收機DFU實現(xiàn)
接收機DFU的設(shè)計方案是通過USB接口的數(shù)據(jù)傳輸功能接收來自PC機的固件升級文件，利用MCU的在應(yīng)用編程（In ApplicationProgramming,IAP）功能來實現(xiàn)接收機的固件升級。
IAP就是MCU通過對外接口（如USART,U S B,以太網(wǎng)，無線信道等）接收升級固件，并在程序運行過程中重新對內(nèi)部FLASH進行編程的技術(shù)。如圖3所示為接收機IAP功能實現(xiàn)的示意圖。
I A P的實現(xiàn)需要兩部分程序：引導(dǎo)程序、用戶程序。引導(dǎo)程序需要通過仿真器或通過在系統(tǒng)中編程（In System Programming,ISP）的方式燒寫。用戶程序可以和引導(dǎo)程序一起燒寫，也可通過引導(dǎo)程序的IAP功能燒寫。
實現(xiàn)IAP功能的核心是引導(dǎo)程序，這部分程序主要負(fù)責(zé)與PC機同步，通過USB接收升級固件，并寫入MCU指定的內(nèi)存地址，MCU復(fù)位后程序指針跳轉(zhuǎn)并執(zhí)行新用戶程序，從而完成接收機的固件升級。
4.2 DFU模式進入機制
接收機有兩種工作模式：DFU升級模式和正常工作模式。兩種工作模式不能同時運行，由于接收機在DFU升級模式下，就不再是能收聽DAB節(jié)目的接收機，而是相當(dāng)于EEPROM（電可擦可編程只讀存儲器）存在，所以接收機從正常工作模式進入到DFU升級模式，需要外部提供一個中斷信號。
在本文設(shè)計方案中，采用MCU的PC8端口對應(yīng)的按鍵作為同步按鍵，接收機進行固件升級時，MCU通過識別同步按鍵產(chǎn)生的中斷信號與PC機進行同步，從而使接收機進入DFU升級模式。
4.3 接收機IAP程序設(shè)計
接收機上電復(fù)位，MCU首先從地址0×8000004處取出復(fù)位中斷向量地址，程序指針跳轉(zhuǎn)執(zhí)行復(fù)位中斷服務(wù)程序。正常情況下，程序指針跳轉(zhuǎn)至用戶程序的main函數(shù)處執(zhí)行用戶程序，但接收機處于DFU升級模式下，程序指針將跳轉(zhuǎn)至引導(dǎo)程序的main函數(shù)處執(zhí)行IAP功能相關(guān)操作。如圖4所示為接收機實現(xiàn)DFU的程序流程圖。
執(zhí)行IAP功能操作時，MCU首先對USB接口進行初始化，然后接收來自PC機的升級固件，并從內(nèi)部FLASH的0×8004000地址處開始寫入。
寫入過程完畢，MCU執(zhí)行復(fù)位操作，隨后接收機工作在正常運行模式下，程序指針將跳轉(zhuǎn)至新寫入用戶程序的復(fù)位中斷向量表處，取出復(fù)位中斷向量地址，執(zhí)行復(fù)位中斷響應(yīng)操作，并跳轉(zhuǎn)至新用戶程序的main函數(shù) 處開始執(zhí)行。
接收機再次上電，工作在正常運行模式下，MCU的程序指針會直接跳轉(zhuǎn)至FLASH的0×8004000地址處即新用戶程序的main函數(shù)處，執(zhí)行新寫入的用戶程序。
4.4 程序存儲空間分配
接收機是以STM32系列微控制器作為核心處理器，采用A R M公司專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用設(shè)計的C o r t e x – M 3內(nèi)核。S T M 3 2系列存儲器在Cortex-M3內(nèi)核的基礎(chǔ)上加入了FLASH、SRAM等，使其成為可以工作的處理芯片。
STM32的存儲器地址空間總共劃分為8塊區(qū)域，每塊區(qū)域大小為512M.如圖5所示為STM32系列MCU存儲器第一塊區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖。
引導(dǎo)程序和用戶程序都存放在第一塊Flash區(qū)域內(nèi)，引導(dǎo)程序存放在0×8000000-0 x 8 0 0 3 F F F區(qū)域，用戶程序存放在0 x 8 0 04000-0x801FFFF區(qū)域。為了使FLASH區(qū)域內(nèi)存放的引導(dǎo)程序和用戶程序代碼之間不發(fā)生沖突，新用戶程序的中斷向量表需要做重映射。
固件升級完成后，在新用戶程序執(zhí)行過程中，F(xiàn)LASH區(qū)域的不同地址處存在兩個中斷向量表。當(dāng)有中斷請求來臨時，程序指針仍然會跳轉(zhuǎn)至引導(dǎo)程序的中斷向量表處，而不是新用戶程序的中斷向量表處，這是由MCU內(nèi)部硬件工作機制決定的。
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