基于LPC2124的一个远程系统软件升级方案

3 IAP功能的软件设计
　　
3．1 IAP编程接口
　　
LPC2124的IAP程序位于Boot扇区，复位后整个Bool扇区被映射到存储地址Ox7FFFFE000～Ox7FFFFFFF处；而IAP的入口地址为0x7FFFFFFFo，程序为Thumb代码。IAP编程命令使用RAM的最高端32字节，所以应用程序应保留这部分RAM。在使用IAP擦除／编程操作过程中，片内Flash存储器不可访问。当用户应用程序运行时，用户F1ash区域的中断向量有效，所以在调用Flash擦除／写IAP之前，用户应当禁止中断或确保用户中断向量在：RAM中有效和中断处理程序位于RAM中。IAP代码不使用或禁止中断。
　　
3．2 IAP编程C语言实现
　　
对于在应用编程，LPC2124是通过寄存器R0中的字指针指向存储器(RAM)包含的命令代码和参数来调用IAP程序。IAP命令的结果返回到寄存器R1所指向的存储器(RAM)。
　　
调用LPC2124的IAP可使用如下C语言代码：
　　◆定义IAP程序入口地址
　　#definc lAP_LOCATl0N Ox7FFFFFFFl
　　◆定义数据结构来传递IAP命令表和结果给IAP程序
　　unslgned long Command[5];
　　unsigncd long Result[2]；
　　◆定义函数类型指针，函数包括两个参数，无返回值
　　typcdef void(*IAP)(unsigned int[]，unsigncdim int[])；
　　IAP iap_entry； ／／定义函数指针
　　◆设置函数指针
　　iap_entry=(IAP)IAP_LOCATION；
　　◆使用下面的语句来调用IAP
　　iap_entry(command，result)；
　　
本系统是基于LPC2124工程模板进行移植的，在ADSl.2嵌入式软件开发平台上，用C语言直接调用IAP程序代码实现IAP编程。IAP的命令码、状态码和命令详解以及IAP功能的详细应用见参考文献。
　　
4 远程升级在用电现场监控终端的应用
　　
终端软件系统的设计包括用户引导程序设计(与Boot装载程序有区别，前者由用户设计，后者由芯片生产商设计并固化)和应用程序的设计。它们在LPC2124中的入口地址不同，终端复位后，如果未进入ISP编程状态，则首先执行用户引导程序，由用户引导程序决定执行IAP升级还是正常运行；应用程序实现终端的各种功能，包括新版本应用程序升级包的下载。
　　
4．1 终端用户引导程序设计
　　
终端用户引导程序是基于文件系统的思想来设计的。终端的应用程序代码存放在LPC2124的Flash存储器中，终端正常运行时，MCU不停地从Flash中读取指令。如果对应用程序升级，即对应用程序占用的Flash存储器扇区进行擦除和再编程，显然执行Flash编程的代码占用的Flash扇区不能被擦除，那么升级程序的代码只能用单独的扇区存放，升级程序的执行可由应用程序调用，也可作为单独的程序执行。由于LPC2124的IAP代码采用16位Thumb指令集，执行IAP的过程中应禁止或者关闭中断。如果将升级程序采用应用程序调用的方式来设计，会增加应用程序设计的复杂性，升级的可靠性较差。LPC2124复位后，由于Boot程序总是从Flash的0地址读取指令，所以升级程序代码放在起始扇区内，设计为用户引导程序的一部分，而用户引导程序总是不被修改的。如果升级过程失败，MCU复位后应用程序可以重新升级，增强了升级的可靠性。
　　
终端用户引导程序在系统上电后执行。首先它检查应用程序升级标志和版本号。当检查到升级标志置位且出现新版本号时，从AT45DB081B中读取应用程序升级包，然后执行LPC2124的Flash编程动作，实现对应用程序的升级。升级任务完成后，清除升级标志和更新应用程序版本，最后转移到应用程序入口并执行应用程序代码。引导过程流程如图3所示。

　　
4．2 终端应用程序设计
　　
终端应用程序负责完成终端的数据采集、更新、扫描，并上报告警事件，控制现场执行机构，执行前置机的远程命令及保存各种历史数据等。前置机的远程命令包括读／写终端命令、中继命令和远程升级命令。当终端接收到前置机的远程升级命令后，终端分析升级命令帧，读取升级包信息，包括包总长度、包校验码、帧序号和帧校验码，然后应答前置机并请求发送后继数据帧，终端对后继数据帧进行校验，校验正确则应答成功和接收下一帧数据，否则应答失败并要求终端重发。连续5次重发失败，则认为网络通信质量差而取消当前升级操作，保存成功接收到的帧号和数据校验和以备续传。应用程序升级包按帧的方式通过GPRS Modem，由前置机下载到终端，并保存到终端的AT45DB081B Flash存储器。下载成功后，置位升级标志和记录升级包版本号，以备用户引导程序升级。
　　
升级包的下载过程可看成是数据的传输过程，应用程序可同步实现终端的其他各种功能，不影响终端的正常运行。应用程序升级包下载成功后，终端进行必要的现场保存并主动复位，从而执行用户引导程序升级的最后一步——Flash编程。另外，也可在终端里配置升级时间，避开终端任务重负荷阶段，使得升级过程对终端正常工作的影响降低到最小。
　　
应用程序升级包的下载流程如图4所示。