[發明專利]一種針對早期單片機系統的在線編程系統及其方法

在審

• 申請號: 201210232637.4
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN103530140A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 李其林;華正杰;劉杰
• 申請（專利權）人: 河南思維自動化設備股份有限公司
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張春;李想

技術領域

本發明涉及一種對早期老式單片機進行在線編程的系統，并涉及利用該系統進行在線編程的方法。

背景技術

ISP（in-system?programming?在線系統編程）是目前嵌入式系統主要的更新維護方式，然而早期的單片機系統都不具備ISP功能。傳統的更新操作流程，首先需要指定人員將待更新系統拆卸，取出要更換程序存儲芯片EPROM，再由特定人員將需要更新的文件使用專用的編程工具及配套軟件燒寫到存儲芯片EPROM中，然后由工作人員再將寫好更新文件的EPROM裝回系統，還原系統安裝位置，最后再將換裝結果進行記錄，整個流程需要對安裝設備反復拆卸，操作起來極為不方便，而系統裝置的拆卸也會帶來安全隱患；并且人工參與地方比較多，任何人員疏忽都可能造成大的事故。

總之，這些早期的單片機系統，經過多年的穩定運行仍在各種重要的工業控制設備中發揮著重要作用。然而如果需要對這些設備的某些功能做出簡單調整，就需要進行裝置的拆卸，極為不便。

發明內容

本發明的目的是提供一種更新應用程序時不需要反復拆卸、且僅對早期單片機系統進行簡單改造的在線編程系統，并提供利用該系統進行在線編程的方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種針對早期單片機系統的在線編程系統，它包括CPU模塊以及與CPU模塊相連接的外圍器件，外圍器件包括晶振和SRAM，所述的CPU模塊還連接有FPGA模塊和通信模塊，其中，FPGA模塊連接應用程序及數據存儲模塊和維護程序存儲模塊。

所述的應用程序及數據存儲模塊和維護程序存儲模塊均為FLASH。

一種針對早期單片機系統的在線編程方法，它包括以下步驟：

①、維護程序首先在自身的維護程序存儲模塊中運行，同時維護程序對SRAM的可讀性進行校驗；若SRAM校驗成功，則維護程序將自身的引導程序拷貝到SRAM中，并將引導程序切換至SRAM中運行；

②、維護程序與通信模塊進行通信，檢查是否有應用程序或數據需要更新；若需要更新應用程序或數據，則維護程序對應用程序及數據存儲模塊進行擦除，將待更新的應用程序或數據寫入應用程序及數據存儲模塊中；

③、待應用程序或數據更新完畢后，維護程序向FPGA模塊發出地址切換命令并復位CPU模塊，此時，CPU模塊發出啟動指令，將維護程序切換至應用程序。

在所述的步驟①中，對拷貝到SRAM中的引導程序進行CRC校驗，然后再將CRC校驗后的引導程序切換至SRAM中運行。

在所述的步驟②中，將待更新的應用程序或數據寫入應用程序及數據存儲模塊后，對更新的內容進行CRC校驗，然后將更新結果發送到更新終端進行記錄。

采用上述技術方案的本發明，使用當前比較流行的FLASH做為程序存儲介質，替代原來的EPROM存儲芯片，在不改變系統CPU模塊原工作流程的基礎上，在系統啟動時增加維護模塊和更新通訊模塊，通過FPGA模塊管理系統協調維護模塊和系統應用程序模塊。總之，本發明在早期單片機系統上只稍作改動，就可實現ISP更新，更新過程人員主動參與少，對設備也不需要拆卸，使設備更新維護的安全性全面得到提高。

附圖說明

圖1為本發明在線編程系統的原理框圖。

圖2為本發明在線編程方法的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種針對早期單片機系統的在線編程系統，它包括CPU模塊以及與CPU模塊相連接的外圍器件，外圍器件包括晶振和SRAM等常見器件，上述的CPU模塊還連接有FPGA模塊和通信模塊，其中，FPGA模塊連接應用程序及數據存儲模塊和維護程序存儲模塊。上述的應用程序及數據存儲模塊和維護程序存儲模塊均采用FLASH。

如圖2所示，一種針對早期單片機系統的在線編程方法，它包括以下步驟：

①、系統上電啟動時，FPGA模塊首先進行地址譯碼，使CPU模塊啟動地址在維護程序模塊所在的地址，此時系統CPU模塊就啟動了維護程序。上述的維護程序相對于計算機系統而言就是計算機的BOIS程序，在系統啟動中起到關鍵作用，所以為了安全考慮，系統維護程序存儲模塊在硬件設計上采用硬保護措施，只有硬保護打開后才能更新維護程序，系統維護模塊的更新屬于自我更新。