使用IAP在應(yīng)用編程輕松更新固件

在電子產(chǎn)品出廠前，可以通過離線燒錄器，燒錄夾具，或者用在線燒錄器通過預(yù)留的燒錄接口輕松將應(yīng)用代碼下載到MCU中。但是，如果產(chǎn)品已售出或不在研發(fā)端，又要怎樣升級程序呢?今天，這里就給大家介紹通過IAP的在線升級方法。

先來理解兩個概念I(lǐng)SP和IAP：

1、ISP(In-System Programming)在系統(tǒng)可編程，指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼， 而不需要從電路板上取下器件，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程;

2、IAP(In-Application Programming) 指MCU可以在系統(tǒng)中獲取新代碼并對自己重新編程，即可用程序來改變程序。

IAP編程的實現(xiàn)辦法

實現(xiàn)IAP功能，需要在設(shè)計產(chǎn)品的時候編寫兩個程序，第一部分程序是不執(zhí)行正常的功能的，只是通過某種通信方式(如USB、Uart)接收固件或新的應(yīng)用程序，執(zhí)行對第二部分代碼的更新，我們稱之為Bootloader;第二部分代碼是用戶的應(yīng)用代碼，實現(xiàn)產(chǎn)品的真正功能。第一部分代碼必須事先燒寫(通過燒錄器或仿真器)到單片機內(nèi)，第二部分代碼可以通過燒錄器或仿真器燒錄，也可以使用第一部分的IAP功能燒錄。當(dāng)芯片上電后，首先運行第一部分代碼，如果不需要更新，則跳轉(zhuǎn)到第二部分代碼執(zhí)行;如果檢測到需要更新，則執(zhí)行更新程序，更新完成后跳轉(zhuǎn)到第二部分代碼執(zhí)行。以STM32為例，如下圖：

如上圖例子，Bootloader的起始地址存放在0x08000000(也是STM32芯片F(xiàn)lash的起始地址)，程序由此執(zhí)行后，跳轉(zhuǎn)至復(fù)位中斷入口向量地址，隨后跳轉(zhuǎn)到Bootloader的main函數(shù)入口， 當(dāng)檢測到需要升級程序，執(zhí)行更新第二部分應(yīng)用程序代碼到地址為0x08000000 + N的Flash區(qū)域，更新完成后，跳轉(zhuǎn)至第二部分應(yīng)用程序的復(fù)位中斷向量地址(0x08000004 + N +M)， 隨后跳轉(zhuǎn)至第二部分應(yīng)用程序的main函數(shù)，在main函數(shù)的運行過程中，如果CPU遇到一個中斷請求，PC指針強制跳轉(zhuǎn)至Bootloader的中斷向量表(上圖中0x08000004)，而不是第二部分的中斷向量表，程序再根據(jù)我們設(shè)置的中斷向量表偏移量，跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)中斷源新的中斷服務(wù)程序中執(zhí)行，執(zhí)行完成后返回第二部分應(yīng)用程序的main函數(shù)。

需要注意的地方是：第一部分程序(Bootloader)跳轉(zhuǎn)的地址和第二部分應(yīng)用程序的起始地址必須要保持一致，相應(yīng)的中斷向量表也要修改，否則程序無法正確運行。

通過IAP在應(yīng)用編程，在一些產(chǎn)品發(fā)布后可以方便地通過預(yù)留的通信口(如USB，串口，網(wǎng)絡(luò)端口或無線傳輸)對產(chǎn)品中的固件程序進行更新升級。在使用IAP功能之前，芯片必須先通過燒錄工具將實現(xiàn)IAP功能的Bootloader燒錄到單片機內(nèi)。如果Bootloader程序被破壞，產(chǎn)品必須返廠才能重新燒寫程序，這是很麻煩并且非常耗費時間和金錢的。針對這樣的需求，STM32在對Flash區(qū)域?qū)嵭凶x保護的同時，自動地對用戶Flash區(qū)的開始4頁設(shè)置為寫保護，這樣可以有效地保證IAP程序區(qū)域不會被意外地破壞。

ZLG致遠電子的P800isp是一款多通道在線脫機燒錄器，用戶只需將產(chǎn)品的燒錄接口預(yù)留出來，使用P800isp即可輕松對程序進行一次燒錄、二次更新，即使產(chǎn)品Bootloader被破壞，也能輕松解決更新問題