基于CAN總線的在線更新機(jī)制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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0 引言
分散型控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)終端一般由控制器和各檢測(cè)模塊構(gòu)成，它們之間通過一定的通信網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)的交換鏈路。這種系統(tǒng)具有高可靠、開放性、靈活性、協(xié)調(diào)性、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。然而，該分散型系統(tǒng)也具有終端數(shù)量多、分布范圍廣的特點(diǎn)。一旦終端系統(tǒng)軟件存在缺陷或用戶提出新的功能和指標(biāo)要求時(shí)，其升級(jí)、維護(hù)的工作量和成本都非常大。本文針對(duì)上述情況，設(shè)計(jì)了一種方便、靈活、快速及穩(wěn)定地對(duì)MCU節(jié)點(diǎn)進(jìn)行在線更新的機(jī)制?；贚PC11C24微控制器組成的CAN網(wǎng)絡(luò)，采用IAP 編程技術(shù)（In Application Programming），實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)MCU的軟件更新功能。
1 LPC11C24 單片機(jī)和CAN總線
恩智浦半導(dǎo)體（NXP）推出業(yè)界首款內(nèi)嵌易用型片上CANopen 驅(qū)動(dòng)，集成高速CAN 物理層收發(fā)器的微控制器LPC11C22 和LPC11C24.作為一種獨(dú)特的系統(tǒng)級(jí)封裝解決方案，LPC11C22和LPC11C24集成了TJF1051CAN 收發(fā)器，在低成本LQFP48 封裝中實(shí)現(xiàn)了完整的CAN功能。
控制器局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network,CAN）是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國(guó)BOSCH公司開發(fā)了的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898）。它是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。近年來，其所具有的高可靠性和良好的錯(cuò)誤檢測(cè)能力受到重視，被廣泛應(yīng)用于汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境。
2 在線更新機(jī)制架構(gòu)
系統(tǒng)架構(gòu)主要由2 部分組成：由各個(gè)MCU 組成的CAN 網(wǎng)絡(luò)；安裝在PC 機(jī)上的USB-CAN 通信卡，可以使PC機(jī)連上CAN網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。軟件也包括2部分：運(yùn)行在PC機(jī)的上位機(jī)軟件，提供用戶操作界面，將應(yīng)用程序代碼通過CAN 總線發(fā)送給節(jié)點(diǎn)；運(yùn)行在節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)程序，主要是響應(yīng)下載命令，接受代碼，把代碼寫入FLASH,引導(dǎo)應(yīng)用程序。 
3 在線更新機(jī)制的設(shè)計(jì)
3.1 IAP編程技術(shù)
IAP是應(yīng)用在FLASH程序存儲(chǔ)器的一種編程模式，即在某段程序的控制下完成對(duì)FLASH的讀/寫操作，可以控制對(duì)某段、某頁(yè)、甚至某個(gè)字節(jié)的讀寫操作。
LPC11C24單片機(jī)支持并提供9條IAP命令：
?、贉?zhǔn)備寫操作的扇區(qū)；
?、趯AM內(nèi)容復(fù)制到FLASH;
?、鄄脸葏^(qū)；
?、苌葏^(qū)查空；
?、葑x器件ID;
?、拮xBoot代碼版本；
?、弑容^；
?、嘀匦抡{(diào)用ISP;
?、嶙xUID.
3.2 FLASH空間分配
LPC11C24 有32 KB 的FLASH 空間，共分為8 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)的大小為4 KB.為了使程序更新和應(yīng)用程序更加獨(dú)立，本文將FLASH空間分為3個(gè)區(qū)，分別為啟動(dòng)程序區(qū)，應(yīng)用程序區(qū)，用戶數(shù)據(jù)區(qū)。
評(píng)論