[發明專利]更新微控制器的韌體的方法及系統

無效

• 申請號: 200710080373.4
• 申請日: 2007-03-08
• 公開（公告）號: CN101261585A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 張翊峰;魏瑞青
• 申請（專利權）人: 英屬蓋曼群島商福華先進微電子股份有限公司
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明是關于一種更新韌體的系統與方法，特別是，關于一種更新微控制器的韌體的系統與方法。

背景技術

近年來蓬勃發展的3C(Computer，Communication，Consumer-electronics)產品，常常需要使用者更新產品的韌體，以提升產品的相容性與性能，或是當發現韌體有錯誤(bug)時，也需要使用者更新產品的韌體，以修正這些錯誤。此外，對于系統商來說，買進一顆積體電路(integrated?circuit，IC)，例如微控制器(Micro?Controller?Unit，MCU)，雖然IC廠商可能會提供韌體程式，但是此韌體多為IC廠商作為硬體測試之用，因此功能與結構尚不完備。如果能讓系統商方便地更新或升級韌體，將大大地增加IC的價值。微控制器的韌體一般儲存于微控制器內的一晶片內(on-chip)程式記憶體，例如一快閃(flash)記憶體或電性可抹除式唯讀記憶體(EEPROM)等非揮發性(non-volatile)記憶體，但是由于使用年限或成本的問題，因此發展出以揮發性記憶體，如靜態隨機存取記憶體(SRAM)，來構成晶片內程式記憶體。這類型的微控制器在使用上，需于晶片外外加一程式記憶體，例如一電性可抹除式唯讀記憶體，每當微控制器啟動(power?on)時，把此電性可抹除式唯讀記憶體內的韌體載入晶片內程式記憶體，以克服上述缺點。

一般韌體更新可經由微控制器開發時所預留的二接腳/三接腳/四接腳，供韌體更新之用，然而這些接腳一般皆為廠商所自定的規格，因此更新的動作需由廠商操作，對于使用者來說相當不方便。此外，可先把韌體下載至主機(host)中，例如電腦主機、手機…等，再利用通用串列匯流排(Universal?Serial?Bus，USB)把儲存在主機的韌體載入微控制器的晶片內程式記憶體，以更新韌體。通用串列匯流排是由Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC及Northern?Telecom等七家公司共同推出的介面標準，已在市面上被廣為應用，且經由通用串列匯流排介面更新韌體的方式，只需要使用者在主機上下指令，非常簡便。

其他介面，例如由飛利浦(Philips)公司推出的積體電路間(Inter?Integrated?Circuit，I2C?or?IIC)介面及摩托羅拉(Motorola)公司推出的串列周邊介面(Serial?PeripheralInterface，SPI)也可被用來作更新韌體之用。

I2C是一種兩線式的通訊介面，這兩線分別為串列資料線(Serial?Data，SDA)及串列時脈線(Serial?Clock，SCL)，SDA用于資料的輸入/輸出，而SCL則用于產生時脈。I2C上所有的裝置，都是藉由這兩條線連接在一起，且這些裝置依據需求的不同，每一個裝置都能在主(master)或從屬(slave)模式下運作。因此I2C上每個裝置都必須具有一個獨一無二的位址供辨識。更細部地說明，假設某個裝置為主裝置，其余裝置為從屬裝置，則主裝置會先對I2C上所有的裝置廣播，并送出想要溝通的從屬裝置的位址，被指定的從屬裝置會送出一回應(acknowledge)，且開始與主裝置連線而進行溝通及資料傳遞，其他的從屬裝置則不作回應。溝通結束后，回到初始狀態，等待下一次動作。

SPI則是一種四線式的通訊介面，其中主出從入(Master?OutSlave?In，MOSI)、主入從出(Master?In?Slave?Out，MISO)、串列時脈(Serial?Clock，SCK)三線進行資料傳輸，而從屬選擇線(Slave?Select，SS)則控制裝置的選擇。更細部地說明，主裝置為時脈提供者，可發起讀取從屬裝置或寫入從屬裝置的動作。當介面上存在多個從屬裝置時，若要發起一傳輸，主裝置將把從屬裝置的選擇線電位降低，然后分別透過MOSI和MISO線路啟動數據的發送或接收。此外，比起I2C，SPI一般可達到更快的傳輸速度。

在柏士半導體(Cypress?Semiconductor)公司所推出的微控制器中，韌體更新是使用如圖1所示的系統。微控制器102的韌體儲存于晶片內程式記憶體108中，且微控制器102的兩個介面：積體電路間介面112或通用串列匯流排介面114皆可供韌體更新之用。但因為積體電路間介面非常普遍地被使用，若是積體電路間介面112被其他用途的積體電路間介面外部裝置126所占滿，則將無法用來更新韌體，此時只能透過通用串列匯流排介面114來更新韌體，使用上變得缺乏彈性。