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一种嵌入式系统升级的设计和实现

时间:06-15 来源:中电网 点击:

驱动SD。SD卡的读写操作都是基于命令的,通过向SD卡发送相应的命令并读取相应的响应控制SD卡。在对SD卡读写前,首先要进行初始化操作。这是确保SD卡能在SPI模式下正常读写数据的前提。SD卡上电复位后,默认是SD模式。为了使SD卡进入SPI模式,必须将CS置低(至少延迟74个时钟)并通过SPI总线发送CMDn,使SD卡复位,同时激活,并进行内部初始化处理,使SD卡退出空闲状态。

  SD卡初始化流程图如图4所示。

SD卡中SPI模块的读操作包括读单块和读多块两种。该系统仅实现了读单块功能。初始化的长度为512字节。函数的实现分为4个步骤:①LPC2148向SD卡发送读单块命令(CMD17),SD卡响应(Rl格式);②等待SD卡发送读起始令牌;③判断收到的令牌是否为0xFE;④从SD卡中读取数据。

  4.2 SD卡文件系统

  SD卡完成底层驱动后,可按照FAT32文件系统格式对SD卡上的数据进行操作,进而在SD卡上实现读写文件等操作。FAT32文件系统是微软FAT类文件系统中的最高版本.是现今Windows下最常用的硬盘文件系统。

  当读取SD卡中的文件时,首先要根据文件名查找该文件的信息结构体。根据文件信息结构体中的起始簇号即可找到数据区第1簇的内容,也可在FAT表中找到第2个簇号。根据第2个簇号又能找到第2簇的内容和FAT表中的第3个簇号,直至遇到文件结束标志。这样,就可根据FAT表中的簇号读取到全部文件数据。以图5为例,说明读取SD卡文件的具体步骤:

  (1)先在目录项表中找到与文件名匹配的,如"Mvfile",从"Myfile"所对应的目录项中可以读到该文件的首簇号0004:

  (2)根据首簇号0004访问FAT表,读出首簇号对应的FAT表项内容0005,即第2个簇号。根据第2个簇号再访问FAT表,读出其对应的FAT表内容,即第3个簇号0006…等。依次做下去,直到最后一个表项内容为FFFF为止;

  (3)由第(2)步可知,"Myfile"这个文件占用了4个簇,这4个簇号形成一个簇链000dH一0005H一0006H一0008H,根据这些簇号所形成的簇链访问这4个簇号对应的4个数据存储区域.文件"Myfile"就分成4个部分分别存放在这4个存储区域中161。

  4.3 IAP功能的实现

  IAP:In Application Programming 是指在应用编程,即在程序运行中编程,就是片子提供一系列的机制(硬件/软件上的)当片子在运行程序的时候可以提供一种改变flash数据的方法。通俗点讲,也就是说程序自己可以往程序存储器里写数据或修改程序。这种方式的典型应用就是用一小段代码来实现程序的下载,实际上单片机的ISP功能就是通过IAP技术来实现的,即片子在出厂前就已经有一段小的boot程序在里面,片子上电后,开始运行这段程序,当检测到上位机有下载要求时,便和上位机通信,然后下载数据到存储区。

  LPC2148支持多种方式对Flash进行编程,用来写入用户代码或数据。第一种方式是通过内置的串行JTAG接口进行编程:第二种方式是通过UART0进行在系统编程(ISP);第三种方式是通过在应用编程(IAP)。IAP程序是thumb代码,地址为0x7FFFFFF0。在使用IAP擦除、编程操作过程中,片内Flash存储器不可访问。当用户运行应用程序时,用户Flash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,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。可将SD卡读出的数据用C代码烧入指定的Flash段中:

  4.4 程序实现跳转到任意行代码段执行

  现以下例来说明这段程序,如果程序跳转到绝对地址为0xFFFF0执行,代码如下:

  typedef void(*run)();//定义一个无参数,无返回类型的函数指针类型

  run address=(run)0xFFFFO;//定义一个函数指针,指向跳转的位置

  address()://调用函数

  在上述应用程序中,根本没有看到任何一个函数实体,但是却执行了函数调用;实际上它起到了"软重肩"的作用,跳转到CPU启动后第一条要执行的指令位置,即实现了程序的跳转。

  5、结语

该设计方案以LPC2148为核心,通过SD卡驱动、FAT32文件系统、IAP功能和程序跳转实现了系统升级的模块设计,并用于实际开发中。该设计增强了系统维护,缩短了产品的开发周期。节约了大量的人力、财力,增加了与用户的交流力度。与传统设计相比。在开发时间、成本和灵活性等方面都占有优势性。该设计已经调试成功,并作为一个功能模块用于某电子产品上,在产品需要增加新功能和维护系统稳定方面起到了巨大的作用。要注意的是,该程序设计是在Keil下编译通过的,生成的HEX文件不能直接放入SD卡中,因为该文件与通过ISP烧写Flash的文件不一样,要作一定的修改。另外,该方案不仅能用于系统升级,也能用于为程序补丁和

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