基于SmartFusion的M3程序在线升级方案

本文主要介绍一个基于SmartFusion更新M3程序的IAP在线升级应用方案。在传输距离可靠的情况下，通过UART、SPI或者MAC将用户板和PC机连接即可实现远程升级，无需采用FlashPro3等下载器下载程序，也无需手动复位，一切工作均可由串口和上位机自动完成。如图1所示，IAP在线升级SmartFusion的M3程序主要有以下三种方式：UART、SPI以及MAC。

1. 概述

(1)IAP技术的需求

由于SmartFusion系列FPGA是行业首个智能混合信号FPGA，在嵌入式行业中的应用越来越广泛。然而，无论是开发商还是初学者，在使用SmartFusion器件的时候，往往都需要额外购买昂贵的调试工具，比如M3编程器和FlashPro3下载器等，而这些编程器的价格有时候比开发板还贵，这样就打消了很多初学者购买开发板的念头。另一方面，调试和更新程序只局限于实验室，使用者往往需要拿到板子之后，然后采用系统编程(ISP)的方式更新程序。这样使得效率大大折扣，给后续的软件更新和升级带来了诸多不便。

基于SmartFusion更新M3程序的IAP在线升级应用方案正是针对这种现象提出的，用户不但可以省下购买额外调试工具的费用，只需串口线、网线甚至是普通的电线即可。而且调试和更新程序的范围不再局限于实验室，而是可以通过网络通信方式实现远程升级和维护。

(2)方案比较

如今，很多使用单片机的初学者和用户几乎只使用ISP和IAP两种方式来进行器件的实验和开发，相比传统编程方法的不足，这两种方式更具有优越性。它们各自的工作原理和特点如表1所示。

对比以上表格可见，无论是在价格方面，还是在使用方面，IAP比ISP更具优越性，因此，采用IAP在线升级程序更具有灵活性。

(3)IAP系统框图

本IAP在线升级方案主要包含了控制台程序(人机界面部分)、传输线(连接PC机和目标板的桥梁)和目标板(包含Cortex-M3处理核和IAP模块)，结构框图如图2所示。整个系统的连接和操作相当简单。