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一种新颖Bootloader设计方案

发布时间:2020-07-01 02:03:38 阅读: 来源:地热反射膜厂家

本文基于Microchip公司的MPLAB软件开发环境设计了一种新颖的Bootloader,并配套编写了PC机端上位机界面程序。其特点是控制灵活,使用便利,系统升级安全可靠。

1 Bootloader的实现

1.1 Bootloader的操作模式

Bootloader在单片机上电/复位后、用户程序之前先运行,运行后判断当前是否需要进入升级状态。如果不需要升级,就直接运行原有的程序;如果需要升级,首先擦除旧的程序,然后从串口接收用户程序,同时写入Flash中。Bootloader有2种操作模式:

①启动加载模式,也称为“内核启动”模式。即Bootloader从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到RAM中运行,整个过程并没有用户的介入。

②下载模式。在这种模式下,目标机上的Bootloader将通过串口、网络连接或者USB等,从上位机下载操作系统文件,然后保存到目标机上的Flash类固态存储设备中。Bootloader的这种模式通常在第一次安装内核与根文件系统时被使用,此外,以后的系统更新也会使用Bootl-oader的这种工作模式。

本文设计的Bootloader同时支持这两种工作模式,一开始启动时处于正常的启动加载模式,但并不立即启动进入内核,而是提示延时3 s,上位机用户如果发送某些信息给目标机,则切换到下载模式,否则继续启动内核。

1.2 Intel HEX文件

Intel HEX文件是由一行行符合Intel HEX文件格式的文本所构成的ASCII文本文件。在Intel HEX文件中,每一行包含一个HEX记录。这些记录由对应机器语言码和/或常量数据的十六进制编码数字组成。每个记录包含5个域:数据长度域,它代表记录当中数据字节的数量;地址域,它代表记录当中数据的起始地址;代表HEX记录类型的域;数据域,它代表一个字节的数据,一个记录可以有许多数据字节,记录当中数据字节的数量必须和数据长度域中指定的数字相符;校验和域,它表示这个记录的校验和,通过将记录当中所有十六进制编码数字对应的值相加,模除256,所得余数的补码即校验和。

1.3 Bootloader的设计

本文所设计的Bootloader程序采用的编译器是MPLAB软件开发环境的mcc18编译器,升级文件格式为Intel HEX格式。根据Intel HEX文件的格式,将文件内容的每一行封装成一帧,加上帧头和帧尾以确保数据传输的可靠性,并采用半双工的通信模式,对错误帧进行重传。

主程序代码如下:

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